코사인 유사도 기반 구조물 손상추정 기법 연구

Abstract

해양 플랜트 구조물은 해양 석유 탐사 및 개발, 해양 온도차 발전, 심해저 광물자원 개발 등 다양한 해양개발 분야에서 매우 중요하게 사용되고 있다. 최근 해양 석유 탐사/개발 영역이 점점 깊은 수심으로 이동하고 있으며, 심해저 광물자원 개발의 연구가진행됨에 따라, 심해용 해양 플랜트 구조물 기술이 매우 중요하게 인식되고 있다. 이러한 해양 플랜트 구조물은 혹독한 해양환경(파도, 조류, 해풍, 수압, 와류진동, 염분 등)에 장기간 노출된 상태로 운용되기 때문에 구조가 손상될 가능성이 높고, 해양에위치한 특성상 구조에 손상이 발생될 경우 인명피해 및 경제피해가 매우 크게 발생될 수 있다. 한편, 많은 해양구조물이 향후 몇 년간 해체되거나 구조물의 수명연장을 위한 유지/보수 작업이 진행될 예정이다. 초기 설계수명 이상으로 사용하기 위해서는운용 중에 발생된 크고 작은 손상을 판별하고 제때에 수리작업을 수행하여야 한다. 또한 안전한 해체작업 수행을 위해서는 운용 중에 발생된 크고 작은 손상 정보 및 수리이력에 관한 정보 제공이 필요하다. 이러한 정보 제공을 위해서는 구조물에 발생된 손상을 추정하는 시스템의 적용이 요구된다. 현재 육상 구조물(대형 교량, 빌딩 등)과 항공우주 분야에서 연구되었던 다양한 손상추정 기법들을 활용한 해양플랜트 구조물 손상탐지 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 진동파라메터(고유진동수, 고유형상 등) 변형량의 유사도를 이용한 손상추정 기법을 제안한다. 이 기법은 각 요소의 손상정도에 따른 진동파라메터 변화량을 추출하여 진동파라메터 변형량 행렬을 구성하고, 실제 응답 데이터로부터 진동파라메터 변형량이 계측되었을 때, 변형량의 유사