가속도-기울기 데이터 융합을 이용한 재킷식 해양구조물의 변위추정

Abstract

기존의 에너지원, 식량자원의 대안으로 친환경 해양 자원이 각광받고 있으며, 이에 따라 해양구조물에 대한 수요가 증가하고 있다. 해양구조물은 육지의 구조물과 달리 해류에 의한 하중, 염분에 의한 부식, 바람 등의 환경적 요인에 노출되어 있으며, 해양에 위치한 특성 상 구조물의 유지관리가 쉽지 않다. 특히 조류발전소는 유속이 빠른 곳에 위치하므로, 조류에 의한 강한 하중을 반복적으로 받게 되며 이로 인해 발생하는 손상 및 안정성을 고려해야 한다. 해양구조물의 건전성 평가를 위해 변위정보는 매우 중요한 역할을 하며, 구조물 설계를 확인하는 목적으로도 유용하게 사용된다. 그러나 대부분의 변위 측정장비는 고정점을 필요로 하는데, 해상에 설치되는 해양구조물의 특성 상 그러한 고정점을 찾기 어려운 경우가 많아, LVDT, 레이저 변위계 등 기존의 변위 측정기법을 사용하는데 어려움이 따른다. 본 연구에서는 재킷식 해양구조물의 가속도, 경사 응답을 이용한 변위추정기법을 제안한다. 기존의 변위측정법과 달리 고정점을 필요로 하지 않아, 해양구조물의 변위 측정에 적합하다. 울돌목 조류발전소 수치모델을 이용하여 가속도와 경사 응답을 만들고, 제안한 기법을 이용하여 변위를 추정하였다. 수치모델에서 얻은 정확한 변위 응답과 추정변위를 비교하여 제안기법의 성능을 검증하였다. 위치한 특성 상 구조물의 유지관리가 쉽지 않다. 특히 조류발전소는 유속이 빠른 곳에 위치하므로, 조류에 의한 강한 하중을 반복적으로 받게 되며 이로 인해 발생하는 손상 및 안정성을 고려해야 한다. 해양구조물의 건전성 평가를 위해 변위정보는 매우 중요한 역할을 하며, 구조물 설계를 확인하는 목적으로도 유용하게 사용된다. 그러나 대부분의 변위 측정장비는 고정점을 필요로 하는데, 해상에 설치되는 해양구조물의 특성 상 그러한 고정점을 찾기 어려운 경우가 많아, LVDT, 레이저 변위계 등 기존의 변위 측정기법을 사용하는데 어려움이 따른다. 본 연구에서는 재킷식 해양구조물의 가속도, 경사 응답을 이용한 변위추정기법을 제안한다. 기존의 변위측정법과 달리 고정점을 필요로 하지 않아, 해양구조물의 변위 측정에 적합하다. 울돌목 조류발전소 수치모델을 이용하여 가속도와 경사 응답을 만들고, 제안한 기법을 이용하여 변위를 추정하였다. 수치모델에서 얻은 정확한 변위 응답과 추정변위를 비교하여 제안기법의 성능을 검증하였다.