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깨어진 해빙의 사항조건에서 빙 하중 추정법 연구

Estimation Method for Ice load of Managed Ice in an Oblique Condition

韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology, v.32 no.3, 2018년, pp.184 - 191  

김현수 (인하공업전문대학 조선해양과) ,  이재빈 (인하대학교 조선해양공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, as sea ice in the Arctic has been decreasing due to global warming, it has become easier to develop oil and gas resources buried in the Arctic region. As a result, Russia, the United States, and other Arctic coastal states are increasingly interested in the development of oil and gas resou...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문은 경험식을 이용한 사항조건의 빙 하중을 추정 방법을 제시하였고, FPU의 사항조건 빙 하중 추정하여 사항 각도에 따른 영향을 평가하였다. 이 결과는 FPU의 사항조건 빙하중 추정 시 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
  • 본 논문에서는 극지 해양 분야의 빙 하중 예측 기술을 정립하기 위해서 빙 하중 추정에 관한 이론을 설명하고, 기 발표된 경험식을 기반으로 다양한 빙 입사 조건에 대한 수정된 빙 하중 계산식을 제시하고 타당성을 검토하였다. 또한, 유빙 조건 중에서 빙편(Pack ice, 100% concentration)에 대해 다양한 사항각도에 따른 극지용 FPU(Floating production unit) 선형의 빙 하중을 산정하여 사항각도가 빙 하중에 미치는 영향을 분석하였다.
  • 본 논문에서는 극지에서 운용하는 해양구조물에 대해 사항조건에 따른 빙 하중 산정의 필요성을 설명하였으며, 사항조건의 빙 하중 산정을 위해서 비사항조건(일반적인 쇄빙선)의 빙 하중 추정 이론을 사항조건에 적합하도록 수정하였다. 기 검증된 빙하중 산정 프로그램을 이용하여 사항조건의 빙 하중 추정 알고리즘을 제시하였으며, 이론적인 설명을 통해 이 알고리즘의 타당성을 검토하였다.
  • 본 논문에서는 사항각도가 빙 하중에 미치는 영향을 평가하기 위하여 두 가지 변수를 고려하였다. 빙 두께와 선속이 증가 함에 따라 사항각도가 빙 하중에 미치는 영향을 분석하여 정리하였으며, 이를 통해 경험식을 이용한 사항조건의 빙 하중 추정 연구방향을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

가설 설정

  • Fig. 3에 나타낸 바와 같이, 기존의 비사항조건에서는 B/2는 Water line에서 추진축과의 최대거리로 정의되지만, 사항조건에서는 추진축에서 선수를 중심으로 사항각도 θ만큼 회전하여 추진축과의 최대거리는 Wmax/2로 가정할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
북극 해양구조물의 안정성을 위해서는 무엇을 고려해야 하는가? 북극 해양구조물은 빙해에 노출되어 있으므로 빙에 의한 외부 충격으로부터 해양구조물의 안전성을 확보하기 위해 해양구조물에 작용하는 빙 하중 산출이 우선적으로 고려되어야 한다.
북극에는 석유와 가스가 얼마나 있다고 판단되는가? 실제로 러시아에서 출발한 쇄빙수송선이 단독으로 북극해를 통과하여 기존 항로에 비해 30% 단축된 시간에 충남 보령에 도착한 사례가 있다. 또한 미국 지질조사국(USGS, United States Geological Survey)의 북극 자원 탐사보고서에 따르면 지금까지 발견되지 않은 석유와 가스의 약 22%가 북극에 매장되어 있는 것으로 밝혀지면서, 북극해 연안국들(러시아, 미국, 캐나다 등)은 북극지역 자원개발을 위한 극지용 해양구조물의 수요가 크게 증대될 것으로 예상하고 있다.
러시아에서 출발한 쇄빙수송선이 단독으로 북극해를 통과할 수 있었던 이유는? 지구 온난화로 북극의 해빙이 가속화되면서 전 세계적으로 북극지역 자원 개발 가능성에 대한 관심이 증가하고 있다. 기온 상승에 따른 북극 해빙 면적의 감소 속도는 이론적인 기후 모델을 이용한 추정치보다 빠르게 나타나고 있어 북극지역 자원 개발 사업화 가능시점도 2020년 전후로 예상되고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. Jian, H., Li, Z., 2015. Experimental And Numerical Study On Ice Resistance For Icebreaking Vessels. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 7(5), 626-639. 

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  3. Li, Z., Kaj, R., Rudiger, B.P., Torgeir, M., Biao, S., 2013. Experiments On Level Ice Loading On An Icebreaking Tanker With Different Ice Drift Angles. Cold Regions Science and Technology, 85, 79-93. 

  4. Kim, H.S., Ryu, C.H., Park, K.D., 2013. Development of Ice Resistance Estimation Program of Icebreaking Vessels Using Ship CAD Data. Proceedings of the Society of CAD/CAM Conference, Pyeongchang, Korea, 501-504. 

  5. Kim, H.S., Ryu, C.H., Park, K.D., Lee, J., 2014. Development of Estimation System of Ice Resistance with Surface Information of Hull Form. Journal of Ocean Engineering and Technology, 31(5), 371-377. 

  6. Kim, H.S., Jeong, S.Y., Woo, S.H., Han, D., 2017. Study On The Procedure To Obtain An Attainable Speed In Pack Ice. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, in Press. https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2017.09.004. 

  7. Enkvist, E., 1972. On the Ice Resistance Encountered by Ships Operating in the Continuous Mode of Icebreaking. The Swedish Academy of Engineering Sciences, 24. 

  8. Poznyak, I.I., Ionov, B.P., 1981. The Division Of Icebreaking Resistance Into Components. Proceeding of the 6th STAR Symposium, New York, U.S., 249-252. 

  9. Spencer, D., 1992. A Standard Method for the Conduct and Analysis of Ice Resistance Model Tests. Proceeding of the 23rd American Towing Tank Conference, New Orleans U.S., 301-307. 

  10. Shimanskii, Yu.A., 1938. Conditional Standards Of Ice Qualities Of A Ship. Engineering Consulting and Translation Center (ECTC), New York. 

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