해저케이블 보호를 위한 덕트의 실험 및 구조해석 전체 자문참여 및 구조해석 진행

1. 과제 개요

• 과제명: 해저케이블 보호용 A형 덕트 설비의 앵커 투묘 충격에 대한 수치 시뮬레이션 및 실증시험
• 역할: 프로젝트 실행 총괄(Acting PI), 기술 방법론 수립, 실증 시험 체계 설계 및 인원 관리
• 핵심 목표: 외부 충격(Anchor Drop)으로부터 해저케이블을 보호하는 A형 덕트의 건전성 확보 및 내부 케이블의 비선형 거동 분석

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2. 주요 수행 업무 및 성과

① 독자적 해저케이블 유한요소 모델링 및 구조해석 (Core Achievement)

단순 외장재 해석을 넘어, 내부 케이블의 복잡한 메커니즘을 독자적으로 수치 모델링화하여 해석의 정밀도를 극대화했습니다.

• 나선형 꼬임(Helical Stranding) 기술 구현: 구리 도체, 절연층, 아머 와이어(Armor Wire) 등 다층 구조의 나선형 기하학적 형상을 수치적으로 완벽히 모사.
• 고정밀 FE 모델링 구축: 케이블 레이어 간의 접촉(Contact), 마찰(Friction) 및 비틀림 강성을 반영하여 외부 충격 시 발생하는 하중 전이(Load Transfer) 경로를 정밀 분석.
• 비선형 동적 구조해석: 앵커 투묘 시 발생하는 고에너지 충격 하중 하에서 케이블의 허용 곡률 반경(MBR) 및 소성 변형 여부 판정.

② 구조 진동 및 공진 회피 검토 (Vibration & Resonance Analysis)

설비의 운용 환경을 고려하여 외부 가진에 의한 구조적 결함을 방지하기 위한 진동 해석을 수행했습니다.

• 모드 해석(Modal Analysis): A형 덕트 및 케이블 시스템의 고유진동수(Natural Frequency) 추출 및 모드 형상 분석.
• 공진 회피 설계 검토: 해류에 의한 유체 유발 진동(VIV)이나 주변 설비의 운용 주파수 대역을 분석하여, 시스템 고유진동수와의 중첩에 따른 공진 발생 가능성 차단 및 구조 보강안 제안.

③ 실증 시험 체계 구축 및 수치 모델 검증 (Experimental Validation)

수치 시뮬레이션의 신뢰성을 확보하기 위해 실제 스케일의 투묘 시험을 직접 설계하고 주도했습니다.

• 실증 시험 시나리오 설계: 앵커 중량, 투하 높이, 해저 지반 조건(모래/점토)을 반영한 최악 조건(Worst-case) 시나리오 수립 참여.
• 계측 시스템 통합 관리: 가속도계, 변형률 게이지(Strain Gauge), 하중계(Load Cell) 설치 위치 최적화 및 데이터 로깅 시스템 구축 참여.
• 해석-시험 비교 검증(V&V): 실증 시험 데이터와 시뮬레이션 결과의 상관관계 분석을 통해 해석 모델의 유효성 검증 및 고도화.

④ 프로젝트 기획 및 매니지먼트 (Strategic PM)

• 기술 가이드라인 제작 및 인원 리딩: 연구실 인력(석/박사 과정)에게 해석 모델 제작 표준 공정 및 초벌 해석 방법론 전수.
• 대외 인터페이스: 발주처 및 유관 기관 대상 기술 미팅 주도, 주간/월간 진도 보고서 작성 및 최종 성과물 퀄리티 컨트롤.

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3. 핵심 역량 요약