선박 구조 건전성 예측을 위한 동적특성 추정 방법 연구 = Research on Dynamic Characteristics Estimation Method for Predicting Ship Structural Health

국문 초록 (Abstract)

이번 연구에서는 선박 구조의 수명주기를 관리하기 위해, 선박의 구조 건전성에 영향을 미치는 선박 유탄성 응답의 측정 데이터를 분석하여 동적특성을 파악하였다. 선박의 유탄성 응답은 선체 구조 건전성 지표인 피로손상도에 큰 영향을 미침으로, 동적 특성에 따른 유탄성 응답을 해석하는 것이 중요하다. 선박에 측정된 센서 데이터로 응답행렬을 구성하고, 적합 직교 분해의 기법을 적용하여 모드 형상과 고유진동수를 획득하였다. 대상 선박의 여건에 따라 한정된 수량의 센서가 사용되어 모드형상 생성의 어려움이 있었으나, 신호처리 과정을 통해 해결하였다. 마지막으로 유한 요소 모델을 이용해 모드 해석을 수행한 결과와 비교하여, 본 연구에서 획득한 2절점 수직 굽힘 모드 정보가 타당함을 확인하였다. 이번 연구를 통해 추정된 선박의 동적 특성은 선체 피로손상도 산정과 선박 상태에 기반한 예지정비 연구에 활용될 계획이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, to manage the ship structure's life cycle, the dynamic characteristics were identified by analyzing the measurement data of the ship's hydroelastic response, which affects the ship's structural health. The hydroelastic response of a ship has a significant impact on fatigue damage, which is an indicator of hull structural integrity, and it is important to analyze the hydroelastic response according to the dynamic characteristics of the ship. Data were acquired during operation using sensors installed on the ship, and a response matrix was constructed. The mode shape and natural frequency of the ship were obtained by applying the proper orthogonal decomposition (POD) technique to the response matrix. Due to the conditions of the target ship, a limited number of sensors were used, which led to difficulties in generating the mode shape, but this was resolved through the signal processing process. Finally, the results of a modal analysis using a finite element model were compared with the natural frequencies of the vertical two-node bending mode obtained in this study to confirm the validity of the analysis. The dynamic characteristics of the ship will be used to estimate hull fatigue damage and to study condition-based proactive maintenance (CBM+) of the ship.