벤틀리시스템즈, 해양 엔지니어링 솔루션 발표...

[산업일보]
글로벌 엔지니어링 소프트웨어 기업 벤틀리시스템즈의 서빛나 해양부문 수석엔지니어가 27일 열린 'Offshore User Conference'에서 해양 엔지니어링의 새로운 해석 방법을 소개했다.


서빛나 엔지니어(사진)는 이번 발표에서 터빈과 하부 구조물 간의 연결이 리지드(rigid, 강체)한 상태라고 가정한 모델링을 기반으로 여러 해석을 진행했다고 설명했다. 이러한 가정은 만약 리지드하지 않다면 영구적인 변형이 발생할 수 있어 조인트 포스를 직접적으로 적용할 수 없기 때문에 필요하다.

포텐셜 플로우 이론을 이용해 하이드로다이내믹 데이터베이스를 계산하였고, 두 가지 주요 소프트웨어인 오픈패스트(OpenFAST)와 모세스(MOSES)를 사용해 해석을 진행했다. 이 과정에서 커런트(해류)는 두 소프트웨어 모두에 적용되지 않았다.

웨이브 폴스를 구할 때 구조물의 잠재적인 변형을 고려하지 않았다는 점을 강조했다. 이는 구조물이 파도에 의해 변형될 때 하중이 달라질 수 있기 때문이다. 이러한 접근은 다음 연구 과제로 계획돼 있으며, 현재는 리니어 댐핑만을 계산했으나 노니니어 비스코스 댐핑도 추가적으로 고려했다고 설명했다.

모델링에 사용된 터빈은 미국 신재생에너지 연구소(NREL)에서 개발된 공개 터빈을 기반으로 했다. 이를 통해 해석 파일과 오픈 패스트 파일을 모두 공개된 자료를 통해 확인하고 사용했다. 플로팅 플랫폼은 모세스에서 새로 만들어졌으며, 동일하게 공개된 정보를 기반으로 모델링됐다.

서빛나 엔지니어는 구조 해석에서 중요한 점은 동일한 조건에서 비교하는 것이라며, RA 값, 좌표계, 원점과 좌표 축의 동일성을 강조했다. 특히, 무어링 라인 부분에서도 체인 카테너리 타입을 모델링하고, 여러 소프트웨어에서 동일하게 적용될 수 있도록 주의가 필요하다고 언급했다.

무어링 라인의 드래그와 폴스를 계산하기 위해 DNV의 RPC205 기준에 따라 여러 가지 계수를 설정했다. 프리텐션 역시 동일하게 맞춰 해석을 진행했으며, 이로 인해 플랫폼의 모션과 페어리드에서의 텐션 값을 정확하게 비교할 수 있었다.

모델 밸리데이션을 위해 PDK 테스트를 수행했으며, 오픈패스트와 모세스의 모델이 거의 동일한 값을 나타내는 것을 확인했다. 타임도메인 해석에서도 동일한 조건에서 비교를 진행해, 모세스의 시뮬레이션과 오픈 패스트의 결과가 거의 유사함을 확인했다.

이번 연구는 WSP, 벤틀리시스템즈, NREL, 그리고 University of Maine(메인대학교)와의 협업으로 이뤄졌으며, 초기 설계 단계에서 이러한 해석 방법을 이용할 수 있는 가능성을 충분히 고려할 만하다는 결론을 도출했다.