KR 웹진 180호

해저전력망 보호공 충돌하중에 영향을 미치는 주요 인자는 앵커의 질량과 충돌 속도이다. 여기서 충돌 속도는 앵커의 질량과 대상해역의 수심, 대상 앵커의 종단속도에 의해 결정되고 앵커의 종단속도는 해당 앵커의 질량과 앵커 형상에 따른 항력계수에 의해 결정된다.

▲그림 1. 해저전력망 보호공 충돌하중 영향인자

본 연구에서는 대상 해역의 수심, 앵커 종류 및 질량에 대한 parametric study를 통해 현장 조사를 기반으로 한 상세 해석 시, 대상 앵커 및 당해 해역 특성에 따라 적용 가능한 충돌속도를 제안하여 합리적인 보호공

설계를 돕고자 하였다.

▲그림 2. 앵커 모델링

▲그림 3. 앵커 드랍 모사 (예, 2톤급 앵커)

▲그림 4. Parametric study 결과

앵커의 형상 특성 상 항력계수가 큰 스톡리스 앵커가 스톡 앵커보다 동일 수심에서 충돌속도가 낮은 것으로 나타났고 낮은 수심에서부터 항력이 크게 발생해 5m 이상의 수심에서는 충돌속도의 변화량이 크지 않은 것으로 나타났다.

   
반면 스톡 앵커의 경우 설치 해역 수심에 따른 충돌속도 민감도가 크고, 이는 앵커 중량이 클수록 커지는 것으로 나타났다. 다만, 스톡 앵커 역시 항력의 증가로 인해 수심 약 20m 이후부터는 충돌속도의 변화량이 크지 않은 것으로 나타났다.

   
대상 해역의 수심 및 투묘 위험 선박군의 앵커 종류에 따라 위에 도시된 그래프를 참조하여 해저전력망 보호공-앵커 충돌해석을 위한 충돌속도를 산정할 수 있다.