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제501 오룡호 침몰사고 원인분석을 위한 침수·침몰 시뮬레이션 연구
A Study on Flooding·Sinking Simulation for Cause Analysis of No. 501 Oryong Sinking Accident 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.41 no.6, 2017년, pp.451 - 466  

이재석 (한국해양대학교 대학원 조선해양시스템공학과) ,  정현섭 (한국해양대학교 대학원 조선해양시스템공학과) ,  오재호 (부경대학교 환경대기과학과) ,  이상갑 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부)

초록
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원양어선 제501 오룡호는 황천 중인 베링해에서 조업 후 피항하던 중 개구부를 통한 침수로 인하여 침몰하였으며 많은 선원들이 사망하고 실종되었다. 본 연구에서는 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도 정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선 침수 침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 과정을 정확하고 과학적으로 분석하고자 하였다. 베링해 침몰사고 시의 기상 및 해상상태를 객관적으로 확보하기 위하여 침몰사고 지역의 시간대별 기상 및 해상 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고 당시 파랑과 강풍 등을 분석하고, 불규칙 파랑과 강풍 스펙트럼을 사용하여 구현하였다. 사고선박의 선체 도면 등을 통하여 선박의 선형, 배치 및 중량 분포와 외부 해수 침수 개구부 및 선내 침수 경로를 분석하고 주요 탱크들의 용적과 그들의 중량 분포를 추정하여 침수 침몰 시뮬레이션을 위한 시나리오를 작성하고, 사고선박의 전선과 유체(공기 및 해수)를 상세 모델링을 하였다. 본 연구를 통하여 침수 침몰사고는 단순한 복원성의 부족으로 인한 일반적인 전복 침몰사고와는 다소 차이가 있다는 것도 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Deep-sea fishing vessel No. 501 Oryong was fully flooded through its openings and sunk to the bottom of the sea due to the very rough sea weather on the way of evasion after a fishing operation in the Bearing Sea. As a result, many crew members died and/or were missing. In this study, a full-scale s...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 그 중에서 침수⋅침몰 시뮬레이션 부분만 소개하고자 한다. 또한 용역을 수행할 당시에는 해양안전심판의 특별조사부가 제공한 조사 자료를 기반으로 수행하였으며 원인분석을 위해 수행한 시뮬레이션 결과를 소개하고자 한다.
  • 본 논문에서는 그 중에서 침수⋅침몰 시뮬레이션 부분만 소개하고자 한다.
  • 본 연구용역에서는 LS-DYNA 코드(LSTC, 2013)의 유체구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선(full-scale ship) 침수⋅침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 경과 과정을 합리적으로 재현하여 사고원인을 분석하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
충돌, 좌초, 접촉 등의 해난사고의 수치 시뮬레이션을 일반적으로 어떻게 실행하나요? 본 연구용역에서는 LS-DYNA 코드(LSTC, 2013)의 유체구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선(full-scale ship) 침수⋅침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 경과 과정을 합리적으로 재현하여 사고원인을 분석하고자 하였다. 일반적으로 충돌, 좌초, 접촉 등의 해난사고의 수치 시뮬레이션을 육상의 자동차 충돌 시뮬레이션과 같이 해수(유체)를 무시하고 공기 중의 무중력 상태에서 수행하는 것이 일반적이다. 공기 밀도의 약 1,000배인 해수 중에서 거동하는 선박을 육상과 같이 지면에 올려놓거나 공중의무중력 상태에 둔다면 실제적이고 정확한 시뮬레이션 결과를 얻을 수가 없다는 것은 당연하다.
이 논문의 실선(full-scale ship) 침수⋅침몰 시뮬레이션은 어떤 시스템을 사용하였나요? 본 연구용역에서는 LS-DYNA 코드(LSTC, 2013)의 유체구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선(full-scale ship) 침수⋅침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 경과 과정을 합리적으로 재현하여 사고원인을 분석하고자 하였다. 일반적으로 충돌, 좌초, 접촉 등의 해난사고의 수치 시뮬레이션을 육상의 자동차 충돌 시뮬레이션과 같이 해수(유체)를 무시하고 공기 중의 무중력 상태에서 수행하는 것이 일반적이다.
선박이 바다에 있을 때 해수가 가져야 할 연성효과는 무엇인가? 선박이 해수 중에서 거동하는 경우에는 해수와 다음과 같은 여러 가지 연성효과(coupling effect)들을 고려하여야 할 것이다. 먼저 해수 중에 부양(floating)되어야 하고, 6자유도 운동(motion)을 할 수 있어야 하고, 운항 중일 경우 파도(wave)를 생성하거나 영향을 받아야 하고, 선내로 해수가 침수(flooding)될 수 있어야 하고, 해수 중에서 두 물체가 다가가면 공기 중과는 달리 큰 압착압력(squeezing pressure)이 발생하고, 스쳐 지나가면 압력저하(bank effect)가 발생할 것이다.
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참고문헌 (29)

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  2. Bretschneider, C.L.(1968), Significant waves and wave spectrum, Ocean Industry, Feb. pp. 40-46. 

  3. DRMST(2016), "Fishing Vessel No. 501 Oryong Sinking Accident : DRMST No. 2016-019 Judgement"., Donghae Regional Maritime Safety Tribunal, pp. 1-66. 

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  21. Lee, S. G., Lee, J. S., Park, J. h., Jung, T. Y. and Im, K. S.(2017a), "Shock response analysis of offshore plant blast wall under internal gas blast", Proceedings of TEAM 2017, September, Osaka Japan, 348-353. 

  22. Lee, S. G., Lee, J. S., Park, J. H., Jung, T. Y. and Jurek Czujko(2017b), "Two-way gas explosion of helideck using iCFD solver of LS-DYNA code", Proceedings of Annual Autumn of SNAK, November 2-3, Yeosu, p. 247. 

  23. Lee, S. G., Lee, J. S., Park, J. H. and Jung, T. Y.(2017c), "Investigation of Capsize Accident Cause of Sewol Ro-Ro Ferry Ship, Asia Navigation Conference 2017 Proceedings, November 23-25, Zhanjiang China, pp. 1-16. 

  24. Lee, S. G., Lee, J. S., Park, J. H. and Jung, T. Y.(2017d), "Investigation of Flooding & Sinking Accident of Sewol Ro-Ro Ferry Ship", Asia Navigation Conference 2017 Proceedings, November 23-25, Zhanjiang China, pp. 152-157. 

  25. LSTC(2013), LS-DYNA User's Manual, Version 971 R7, Livermore Soft Technology Corp., USA. 

  26. Mitsuyasu, H.(1970), "On the growth of spectrum of wind-generated waves (2) - spectral shape of wind waves at finite fetch", 17th Conference on Coastal Engineering, pp. 1-7 (in Japanese). 

  27. Mucke, T., Harkness, C. and Argyriadis, K.(2012), "Offshore wind turbulence model vs. measurement", Proceedings of EWEA 2012, Copenhagen, Denmark, pp. 1-10. 

  28. SIP of BRMST(2015a), Deep-sea fishing vessel No. 501 Oryong sinking accident: Survey presentation report & special investigation status reports 1-8, and Inquire statements V.1-V.3, Special Investigation Department of Busan Regional Maritime Safety Tribunal. 

  29. SIP of BRMST(2015b), Deep-sea fishing vessel No. 501 Oryong: Drawings & Stability calculation, Special Investigation Department of Busan Regional Maritime Safety Tribunal. 

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