Comparison Study of Nonlinear Static and Dynamic Transient Finite Element Analysis for the Ice-structure Impact Problem

빙-구조물 간 상호작용에 의한 하중은 준정적 하중으로 고려하는 것이 일반적이다. 하지만 고속 항해와 같은 상황에서는 충돌 조건에서 구조물의 반응으로 인해 동적 모델이 정적 모델보다 더 정확한 결과를 나타낼 것이다. 따라서 두 해석 방법 사이에 정확한 비교 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 비선형 정적 해석과 과도 동적 해석 수행을 통해 두 해석 방법 간의 유의미한 차이를 검증하고 향후 빙-구조물 충돌해석에 적용할 최적의 방안을 제시하였다. 일차적으로, 단순 빔 모델을 대상으로 평가하였고 이후 프레임 구조 모델을 대상으로 검증을 수행하였다. 단순 빔 모델은 물론 확장된 프레임 구조 모델에 대한 해석 결과, 적용하는 하중의 크기가 소성영역에 도달하지 않고 단순히 탄성영역에 머무르는 경우 최대 변위와 응력 수준 모두 두 해석 방법간에 유의미한 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 하지만, 구조물이 경험하는 하중의 크기가 소성 변형을 발생시킬 수 있을 만큼 증가하는 경우, 비선형 정적 해석과 과도 동적 해석 간에 최대 변위 값과 응력 값에 상당한 차이가 발생할 수 있음을 확인하였다.