돌핀 강관파일 설계 자동화 시스템
돌핀 구조는 물동량의 선적 및 하역을 위하여 대형선박을 안정적으로 정박하기 위한 구조물로 계류삭을 묶는 계선 돌핀(Mooring Dolphin)과 선체를 접안시킬 수 있는 브레스팅 돌핀(Breasting Dolphin) 및 하역용 플랫폼(Working Platform) 등으로 구성된다. 이러한 돌핀 구조물은 주로 대형 유조선, LNG 가스 수송 선박 또는 곡물, 광석등의 벌크 전용선의 계류장으로 주로 이용된다. 일반적으로 돌핀 구조물은 강관파일 또는 철근콘크리트 케이슨 등으로 구성되어 있다.
최근, 발전 플랜트, Oil & Gas 산업, 석유화학 및 정유플랜트, 석탄 및 철광석의 자원 분야 등의 산업분야에 필요한 돌핀은 에너지 소비의 증가에 따른 플랜트시장의 증가로 인해 필요성이 급격히 증가되고 있는 실정이다. 그림 2에서는 최근까지 분석된 세계 에너지 사용량을 미국 BP사에서 분석한 그래프이며 그림 3은 2017년까지 세계플랜트시장에 증가 추세에 대한 세계플랜트 협회가 예측한 그래프이다.
그림 2, 3의 그래프를 면밀히 분석해보면 에너지 관련 수요는 세계 경제성장률을 상위하며 발전할 것으로 예상되고 있다. 또한 식량에 대한 수요나 요구치를 함께 고려한다면 그 요구에 대한 물량이송 산업의 발전은 매우 밝다고 판단된다. 이러한 물동량의 대부분은 대륙과 대륙 간의 이송으로 주로 선박에 의존하게 되며 선박이송은 곧 항만의 증설·신설이 요구되는 실정이다. 현재 국제 건설시장의 많은 부분이 플랜트의 건설이며 다음단계의 건설은 항만과 같은 운송시설이 될 것이라는 예측은 매우 당연하게 받아들여지고 있는 실정이다. 따라서 본 제안서에서는 이러한 항만 구조물 중 가장 수요가 많은 형태인 돌핀 구조물에 대한 설계 선진화를 계획하고 있다.
현재까지 돌핀 구조물 설계는 주로 설계에 경험이 풍부한 설계 엔지니어의 경험에 의존하여 그 형태가 결정되고 진행되어 왔다. 이러한 종래의 방법은 설계기술자가 누구냐에 따라 설계의 정도(안전율, 형태 등)가 크게 좌우될 수 있는 문제가 늘 내재하고 있는 상황이다. 따라서 본 제안연구에서는 엔지니어의 경험적인 감각보다는 계산적이고 명확한 기준을 바탕으로 최적화 및 자동화를 활용하여 주어진 조건 하에서 가장 저렴한 공사비를 기준으로 설계를 시도하고자 한다.