Ballasting sequence optimization of semi-submersible heavy transportation vessel for float-off of offshore structures반 잠수 초 중량물 운반선의 해양 구조물 해상 부양을 위한 평형수 작업순서 최적화

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해양 운송 및 설치 산업의 발전으로 인하여 반 잠수 초중량물 운반선박의 척 수 또한 증가하고 있다. 그러나, 급격하게 증가한 선박 척수에 비하여 반 잠수 작업에 대한 기술적인 연구를 바탕으로 한 구체적인 작업 절차서 또는 작업 계획이 수반되지 않아, 특히 반 잠수 하역 작업 중에 치명적인 사고 또한 증가하여 인명 손상 및 고가의 장비손상이 발생하고 있다. 본 연구에서는 위험한 상황을 피하기 위해 유체 정역학적 복원성을 고려하여 최적의 반 잠수 작업을 위한 평형수 작업 계획 방법을 제시한다. 53,000dwt급 반 잠수 선박과 초대형 컨테이너선박의 멀티 링 블록을 NAPA Software로 모델을 만들고 반 잠수 작업을 시뮬레이션 하였다. 비교 연구를 위하여 종 경사 및 횡 경사가 없는 조건으로 선박 흘수 9.5m에서 21.5m까지 잠수하는 것을 시뮬레이션 하고 KMT 값을 기록하였다. 갑판이 잠기기 시작하는 11m에서 11.5m 사이에 KMT값이 급격히 감소하는 것을 확인하였으며, 갑판 위 그릴리지가 물에 잠기고 화물이 수면에 잠기기 시작할 때 KMT값이 다시 증가하다가 화물이 부양하기 시작하는 16.3m에서 16.5m로 넘어가는 구간에서 KMT 값이 급감하는 것을 확인할 수 있었다. 선박의 횡 경사는 없는 조건에서 종 경사를 -5m -2m 및 5m로 각각 주어 반 잠수 작업 시뮬레이션을 수행하였다. 초기 KMT값은 선수 트림 -2m에서 가장 높은 값을 가졌으나 흘수 변화에 따른 KMT 감소 변화율 또한 가장 높았다. 선수 트림 -5m의 경우 선미 트림 5m의 조건보다 높은 KMT값과 보다 완만한 감소 변화율을 보여줬다. 횡 경사에 따른 복원력 변화를 확인하기 위하여 0도, 2도 및 5도의 횡 경사를 주고 시뮬레이션을 하였다. 종 경사와 횡 경사의 복합적인 영향을 비교하기 위하여 선수 트림 2m를 준 상태에서 횡 경사를 0도, 2도 및 5도로 각각 주어 시뮬레이션 하였다. 초기 흘수 상태에서는 횡 경사를 주는 조건에서 KMT 값이 보다 낮게 형성되었다. 그러나, 갑판이 잠기기 시작하는 흘수 11m와 화물이 부양하기 시작하는 16.3m에서 횡 경사를 준 조건의 시뮬레이션이 보다 높은 KMT를 가지게 되었다. 앞선 시뮬레이션을 통해 복원력이 급감하는 구간에서는 종 경사 및 횡 경사가 없는 상태보다 종 경사 및 횡 경사가 주어진 상태에서 보다 높은 KMT을 가지는 것을 확인하였다. 최적의 평형수 계획을 만들기 위해, 선박의 반 잠수 작업 중 증가하는 흘수에 따라 종 경사 및 횡 경사를 변수로 삼고, 이에 따라 변화되는 복원성 지표를 EA(Evolutionary Algorithm) 방법에 따라 최적화하였다. 본 연구에서 제안하는 최적 평형수 계획은 평형수 운영자들이 반 잠수 작업 평형수 계획을 최적화 하는데 사용될 것이다. 제시된 계획은 반 잠수 작업에 통상적으로 사용되고 있는 평형수 계획과 실제 반 잠수 작업 중 실측을 통해 얻어진 값들과 비교하여 검증될 것이다.
Advisors
Chung, Hyunresearcher정현researcher
Description
한국과학기술원 :해양시스템대학원,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2015
Identifier
325007
Language
eng
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 해양시스템대학원, 2015.8 ,[iv, 37p. :]

Keywords

Optimization; 반 잠수 초 중량물 운송선박; Semi-Submersible Heavy Transportation Vessel; Float-off; Stability; Ballast Plan; 해상 부양; 복원성; 평형수 계획; 최적화

URI
http://hdl.handle.net/10203/206453
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=628905&flag=dissertation
Appears in Collection
OSE-Theses_Master(석사논문)
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