1. 서 론
2. 해석 기법
2.1 비선형 재료 물성치 모델링
2.1.1 열적 재료 물성치
2.1.2 기계적 재료 물성치
2.1.3 PFP 재료 물성치
2.2 열전달 해석
2.3 비선형 구조응답 해석
3. 적용예
3.1 해석 모델
3.2 화재 시나리오 및 CFD 해석
3.2.1 화재 시나리오
3.2.2 화재 CFD 해석
3.3 열전달 해석
3.4 비선형 구조응답 해석
4. 결 론
(1) KFX 프로그램을 이용한 화재 전산유체역학(CFD) 해석 결과를 LS-DYNA 프로그램을 이용하여 열전달 해석과 구조응답 해석을 수행하는 기법을 개발하였다. LS-DYNA프로그램은 다양한 구조응답 해석이 가능한 범용 구조응답 해석 프로그램으로, 기존의 사용자들이 본 연구에서 개발된 기법을 이용하여 화재 시의 구조응답 해석을 수행할 수 있을 것으로 사료된다.
(2) 기존의 방법은 KFX 프로그램의 모든 위치에서의 해석 결과를 이용하지만, 인터페이스 프로그램을 이용한 개선된 해석기법은 최대 1000개의 지정된 위치에서의 해석 결과만을 이용할 수 있다.
(3) 쉘 요소를 이용하여 열전달 해석을 수행하는 FAHTS프로그램의 해석 결과를 빔 요소의 USFOS 프로그램에 적용 시 평균값과 증분량으로 변환하여 사용되기 때문에 그 과정에서 오차가 발생한다. 인터페이스 프로그램을 이용한 LS-DYNA에서는 변환과정을 거치지 않고 열전달 해석 결과를 이용하여 구조응답 해석을 수행할 수 있다.
(4) PFP의 경우 열적 물성치를 입력한 열전달 해석을 수행하여 PFP 효과를 구현하였다. FAHTS 프로그램의 경우 PFP의 온도에 따른 열전도계수와 두께만을 입력하여 열전달 해석이 수행되며, 본 연구에서 제시하는 기법은 PFP의 온도에 따른 열전도계수와 두께뿐만 아니라 PFP의 비열 값을 고려하였다.
(5) LS-DYNA의 경우는 2차원 쉘요소를 사용하기 때문에 1차원 요소를 사용하는 기존의 방법에 비해 복잡한 형상에 대한 구조응답 해석이 가능하다.
(6) 본 연구에서 개발 된 기법을 FPSO Topside 구조물에 적용하였을 때 기존의 FAHTS/USFOS를 사용한 기법과 그 결과가 잘 맞는 것을 확인 할 수 있었다.