As the number of Semi-Submersible Heavy Transportation Vessels (HTVs) has increased due to develop-ments in the Offshore transportation and installation industry, critical accidents/incidents are also increasing and causing loss of lives and costly equipment especially during submerging operations. In this study we pro-pose a ballast sequence planning tool for optimal float-off operation considering the hydrostatic stability and floating body motions to avoid dangerous situations. In order to get optimal ballast plan, we use the Evolu-tionary Algorithm (EA) with trim and heel as design variables and the results from simulation, which is related to submerging phases of deepening draft of the ship, as an objective function. The optimal ballast plan, which is proposed in this paper, will be used for the ballast operators to optimize submerging ballast plan. The validation for our proposed plan will be also carried out by comparing with typical ballast plan used for float off operations and measuring the real values obtained from actual float-off operations
해양 운송 및 설치 산업의 발전으로 인하여 반 잠수 초중량물 운반선박의 척 수 또한 증가하고 있다. 그러나, 급격하게 증가한 선박 척수에 비하여 반 잠수 작업에 대한 기술적인 연구를 바탕으로 한 구체적인 작업 절차서 또는 작업 계획이 수반되지 않아, 특히 반 잠수 하역 작업 중에 치명적인 사고 또한 증가하여 인명 손상 및 고가의 장비손상이 발생하고 있다. 본 연구에서는 위험한 상황을 피하기 위해 유체 정역학적 복원성을 고려하여 최적의 반 잠수 작업을 위한 평형수 작업 계획 방법을 제시한다. 53,000dwt급 반 잠수 선박과 초대형 컨테이너선박의 멀티 링 블록을 NAPA Software로 모델을 만들고 반 잠수 작업을 시뮬레이션 하였다.
비교 연구를 위하여 종 경사 및 횡 경사가 없는 조건으로 선박 흘수 9.5m에서 21.5m까지 잠수하는 것을 시뮬레이션 하고 KMT 값을 기록하였다. 갑판이 잠기기 시작하는 11m에서 11.5m 사이에 KMT값이 급격히 감소하는 것을 확인하였으며, 갑판 위 그릴리지가 물에 잠기고 화물이 수면에 잠기기 시작할 때 KMT값이 다시 증가하다가 화물이 부양하기 시작하는 16.3m에서 16.5m로 넘어가는 구간에서 KMT 값이 급감하는 것을 확인할 수 있었다.
선박의 횡 경사는 없는 조건에서 종 경사를 -5m -2m 및 5m로 각각 주어 반 잠수 작업 시뮬레이션을 수행하였다. 초기 KMT값은 선수 트림 -2m에서 가장 높은 값을 가졌으나 흘수 변화에 따른 KMT 감소 변화율 또한 가장 높았다. 선수 트림 -5m의 경우 선미 트림 5m의 조건보다 높은 KMT값과 보다 완만한 감소 변화율을 보여줬다.
횡 경사에 따른 복원력 변화를 확인하기 위하여 0도, 2도 및 5도의 횡 경사를 주고 시뮬레이션을 하였다. 종 경사와 횡 경사의 복합적인 영향을 비교하기 위하여 선수 트림 2m를 준 상태에서 횡 경사를 0도, 2도 및 5도로 각각 주어 시뮬레이션 하였다. 초기 흘수 상태에서는 횡 경사를 주는 조건에서 KMT 값이 보다 낮게 형성되었다. 그러나, 갑판이 잠기기 시작하는 흘수 11m와 화물이 부양하기 시작하는 16.3m에서 횡 경사를 준 조건의 시뮬레이션이 보다 높은 KMT를 가지게 되었다.
앞선 시뮬레이션을 통해 복원력이 급감하는 구간에서는 종 경사 및 횡 경사가 없는 상태보다 종 경사 및 횡 경사가 주어진 상태에서 보다 높은 KMT을 가지는 것을 확인하였다. 최적의 평형수 계획을 만들기 위해, 선박의 반 잠수 작업 중 증가하는 흘수에 따라 종 경사 및 횡 경사를 변수로 삼고, 이에 따라 변화되는 복원성 지표를 EA(Evolutionary Algorithm) 방법에 따라 최적화하였다.
본 연구에서 제안하는 최적 평형수 계획은 평형수 운영자들이 반 잠수 작업 평형수 계획을 최적화 하는데 사용될 것이다. 제시된 계획은 반 잠수 작업에 통상적으로 사용되고 있는 평형수 계획과 실제 반 잠수 작업 중 실측을 통해 얻어진 값들과 비교하여 검증될 것이다.
