가동식 하이브리드 안벽의 동위치 제어에 관한 수치 시뮬레이션

Abstract

본 논문에서는 최근 많은 주목을 받고 있는 가동식 하이브리드 안벽에 대한 기초연구로써 동위치(Dynamic Positioning) 제어에 관한 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 동위치 제어 수치 시뮬레이션을 위해 해양연구원에서 개발된 KDPSIM 프로그램을 이용하였으며, 다양한 환경 외력에 대하여 하이브리드 안벽의 동위치 제어특성을 살펴보았다. DP 시뮬레이션을 위해 Wichers(1979)에 의해서 고려되었던 3자유도 평면 운동방정식과 저주파수 외력 성분만 고려하여 운동해석을 수행하였으며, 제어알고리즘으로 PD제어를 적용하였다. 하이브리드 안벽에 작용하는 외부 환경외력으로는 파도, 바람 그리고 조류에 의한 힘을 고려하였다. 조류력(Current force)은 CFD계산에 근거하여 계수를 추정하였고, 파도의 영향은 포텐셜이론에 기반한 고차경계요소법을 이용하여 표류력(Wave drift force)를 산출하였다. 풍력(Wind force)은 기존에 발표된 실험값과 경험식에 근거하여 추정하였다. 추정된 환경외력에 기반하여 하이브리드 안벽이 고정된 위치를 유지하려는 상황과 안벽을 따라 일정거리를 이동하는 상황에 대해서 동위치제어 시뮬레이션을 수행하였다. 수치시뮬레이션 통하여 여러 입사각에서 하이브리드 안벽의 최대 변위를 살펴봄으로써 DP 시스템적용에 따른 계류안정성을 고찰하였다.