해양플랜트구조물의 설계하중 및 구조계산을 통해 구조물 형상 및 배치를 위한 설계 및 검증을 담당한다.
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선박해양플랜트연구소는 해양플랜트 구조설계·엔지니어링의 원천기술과 기반인프라를 확보해 국내 조선해양업체의 해양구조물 시장 진입을 지원하기 위한 연구를 이어가고 있다.[1] 2016년에는 3년 로드맵의 선박해양플랜트 가상시험체계구축 기획연구가 시작돼, Jacket형 구조물 설계규정 분석부터 유체·구조 연성해석까지 구조설계·해석 핵심기술을 단계적으로 개발하는 계획이 추진됐다.[2] 동시에 LNG선·FPSO 등 고난도 설계 인력을 둘러싼 조선사 간 인력 유치 경쟁이 벌어질 정도로 현장의 설계 인력 수요도 크다.[3]
해양플랜트 구조설계는 MSC/NASTRAN·SACS 같은 구조해석 소프트웨어로 하중·좌굴·피로 계산을 반복 검증하고, 그 결과를 선주·선급 승인까지 받아야 다음 단계인 선체설계로 넘어갈 수 있어 검증·승인 절차에 상당한 시간이 소요되는 업무 방식을 갖는다.[4]
해양플랜트 구조물은 한국선급 같은 선급기관의 규칙에 따른 강도·피로·좌굴 검증을 거쳐야 하는데, 이는 해상 근무자와 주변 해양환경의 안전을 지키기 위한 절차라는 점에서 해양플랜트구조설계사의 업무는 해양 안전과 직결된다.[5]
삼성중공업 소속 연구진이 수행한 대형 해상크레인 구조 기본설계 연구에서는 크레인 강도는 JIS B 8821을, 이를 지지하는 바아지 부재는 KR(한국선급) 규칙을 따르도록 설계됐다.[6]
해양플랜트 Top Side의 연결격점부는 파력·바람 등 자연 외력에 지속적으로 노출돼 피로에 취약한데, 한 연구는 고정식 Jacket 구조물의 KT형 관이음부를 상세해석해 연결부 피로강도 개선방안을 제시했다.[7]
국내 조선사들은 LNG선·FPSO 등 고도의 노하우가 필요한 연구·설계 인력을 두고 인력 유치 경쟁을 벌일 정도로, 해양플랜트 설계 인력에 대한 수요가 크다.[8]
선박해양플랜트연구소는 2019년 해양플랜트 구조안전성평가 체계구축을 위해 Jacket형 구조물의 설계규정 분석, 파일-지반 상호작용 분석, 부유식 구조물의 파랑충격 평가 등을 포괄하는 기반기술 연구를 수행했다.[9]
고정식 해양구조물 설계에서는 허용응력설계법(WSD)과 하중저항계수설계법(LRFD)을 함께 검토하는데, 한 비교 연구에서는 극한하중해석·운송해석에서는 LRFD가, 평상시 하중해석·선적 및 인양 시에는 WSD가 더 큰 응력비를 보였다.[10]
선체·해양구조물의 피로손상도를 추정할 때는 응력 진폭의 확률분포를 구한 뒤 팔그렌-마이너(Palmgren-Miner) 규칙으로 누적 손상도를 계산하는 방법이 쓰인다.[11]
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