동적 경사 응답을 이용한 재킷식 해양구조물의 장기 동특성 모니터링 및 조류 영향 분석

Abstract

Dynamic responses were measured using long-term monitoring system for Uldolmok tidal current pilot power plant which is one of jacket-type offshore structures. Among the dynamic quantities, the tilt angle was chosen because the low frequency response components can be precisely measured by dynamic tiltmeter, and the natural frequencies and modal damping ratio were successfully identified using proposed LS-FDD (least squared frequency domain decomposition) method. And the effects of tidal height and tidal current velocity on the variation of natural frequencies and modal damping ratios were investigated in time and frequency domain. Also the non-parametric models were tested to model the relationship between tidal conditions and modal properties such as natural frequencies and damping ratios.

재킷식 해양구조물인 울돌목 시험조류발전소에 대하여 장기 모니터링을 통하여 구조물 동적 응답을 계측하였으며, 계측된 동적 응답 중 저주파수 거동을 정밀하게 계측할 수 있는 동적 경사 응답을 이용하여 구조물의 고유주파수 및 모드감쇠비를 추정하고, 이와 같은 동특성이 조위와 조류 유속 등 외부 환경에 의하여 어떤 영향을 받는지를 분석하였다. 제한된 수의 응답 계측 자료로부터 구조물의 고유주파수 및 모드감쇠비를 정밀하게 추정하기 위하여 개선된 실험모드해석 방법인 LS-FDD 방법을 제안하였으며, 제안된 실험모드해석 기법을 이용하여 울돌목 시험조류발전소의 동적 경사 응답을 분석하여, 주요 3차모드의 고유주파수와 모드감쇠비를 정밀하게 추정하였다. 추정된 동특성은 시간에 따라 크게 변동하며, 이러한 변동은 조석의 영향을 지배적으로 받고 있음을 시계열 분석 및 주파수 분석을 통하여 알 수 있었다. 또한 울돌목 시험조류발전소에서 관측한 일정 기간의 조위 및 조류 유속 자료를 이용하여, 구조물의 동특성과 조류 자료 사이의 상관관계를 분석하였고, 조위 및 유속 자료만으로 구조물의 동특성을 예측할 수 있는 모델식을 결정하였다.