계류형해상풍력발전기 시스템의 계류장치에 대한 구조최적화, 중량최소화, 최적화, 위상최적화 등을 수행

1. 과제 개요

• 과제명: MW급 부유식 해상풍력 발전 시스템용 탈착형 계류시스템(SMP, FSC) 핵심 기술 개발 및 실증
• 주요 장비:
  • SMP (Submerged Mooring Platform): 해저 계류 라인을 통합 지지하는 수중 플랫폼
  • FSC (Fast Subsea Connector): 유지보수 시 선박과 계류 라인을 신속하게 연결/해제하는 커넥터
• 수행 역할: 프로젝트 실무 총괄 책임자 (Acting PI)
• 핵심 역량: 국책과제 기획부터 최종 평가까지 전 주기 완수 및 수치 최적화 기반 경량화 달성

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2. 주도적 과제 관리 및 행정 총괄 (Project Management)

중간 참여가 아닌 과제의 시작부터 종료까지 교수 대리인으로서 실질적인 주관책임자 역할을 수행했습니다.

• 과제 기획 및 계획서(Proposal) 집필: 신규 국책사업 선정을 위한 TRL 기반 기술 로드맵 수립 및 사업계획서 전반(연구비 편성, 추진 체계) 총괄 집필.
• 연차별 보고 및 성과 관리: 매년 진행되는 단계별 연구 실적을 정량화하여 보고서를 작성하고, 정부 출연금 정산 및 성과지표(KPI) 달성도 상시 모니터링.
• 전체 컨소시엄 리딩: 주관기관(기업), 참여 대학, 연구소, 선급(DNV/KR) 등 산·학·연 기관 간의 R&R 조율 및 기술적 병목 현상(Bottle-neck) 해결 주도.
• 교수 대리 정부 평가 대응: 선정·단계·최종 발표 평가에 직접 참석하여 평가위원의 기술적 질의에 대응하고, 컨소시엄의 기술력을 방어하여 우수한 최종 성적 확보.

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3. 고도화된 수치 최적화 및 구조 해석 (Advanced Engineering)

장비의 극한 환경 안전성 확보와 설치 효율성을 위한 중량 최소화를 목표로 고난도 해석 기법을 적용했습니다.

① 위상최적화(Topology Optimization) 기반 개념 설계

• 하중 경로 분석: 부유체의 거동에 따른 계류 장력(Line Tension) 및 파랑 하중의 복합 전달 경로를 수치적으로 분석.
• 혁신적 형상 도출: 초기 설계 공간 내에서 강성을 극대화하면서 불필요한 질량을 제거한 최적의 골격 형상을 제안하여 설계 초기 단계의 효율성 극대화.

② 실험계획법(DOE) 및 대리모델(Surrogate Model) 구축

• 실험계획법(DOE) 수행: 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 활용하여 SMP/FSC의 성능(응력, 변위, 고유진동수)에 영향을 미치는 핵심 설계 변수 데이터베이스 구축.
• 대리모델(Meta-model) 개발: 확보된 데이터를 바탕으로 Kriging 또는 응답표면법(RSM) 대리모델을 생성하여, 복잡한 비선형 해석 없이도 실시간 성능 예측 가능 환경 구축.
• 중량 최소화 설계 완결: 구축된 대리모델 상에서 최적화 알고리즘을 구동하여 요구 안전율을 만족하는 최종 경량화 모델 도출 (설치 비용 절감 기여).

③ 전 공정 자동화 및 매뉴얼 자산화

• 해석/보고서 자동화: 모델링부터 최적화 결과 도출, 보고서 생성까지의 프로세스를 스크립트로 통합하여 업무 생산성 극대화.
• 기술 전수 및 교육: 제작된 해석 가이드라인과 매뉴얼을 컨소시엄 내 연구원들에게 배포하고 기술 세미나 주관.

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4. 핵심 역량 요약