• 한국항해항만학회지
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• 제38권2호
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• pp.97-103
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• 2014

최근 들어 전 세계적으로 항공모함과 첨단 구축함 등 대규모의 최신 함정위주의 해상전력을 강화하는 상황에서 잠수함의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 이에 따른 잠수함의 조종성능 향상을 위한 정밀한 동유체력 미계수 값이 요구된다. 본 논문에서는 VPMM(Vertical Planar Motion Mechanism) 실험을 위하여 연직 강제 동요시험(VPMM)장비를 이용하였고, 이를 통해 동유체력을 측정하였다. 심도, 주기, 속도 등을 변화시키며 다양한 환경에서 실험을 실시하였다. 잠수함 모형을 속도 U로 예인하면서 동시에 순수 상하동요(Pure heave), 순수 종동요(Pure pitch) 운동을 각각 주었고, 이때 부가되는 힘과 모멘트를 잠수함 모형의 선수 선미 부분에 장착된 로드셀을 이용하여 각각 획득하였다. 그 결과, 푸리에 해석을 통한 잠수함 모형의 선형 유체력 미계수들을 추정할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.71-76
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• 2017

선박 및 해양구조물 설계에 있어 롤댐핑에 관한 문제는 유체점성과 현상자체의 비선형성으로 인해 공학자들에게 있어 난제로 남아있다. 본 연구에서는 강제동요방법을 이용하여 원형실린더의 점성 롤감쇠에 관한 연구를 수행하였다. 토크 센서를 이용하여 강제동요 시 발생하는 롤모멘트(roll moment)를 강제동요 주기별로 계측하였고 이를 실험식(empirical formula)과 비교 검토 하였다. 점성에 의한 전단력으로부터 계측된 토크의 크기가 상대적으로 작은 값임에도 불구하고 실험식으로부터 얻어진 계산값들과 정성적으로 유사한 결과를 보였고, 일부 주기에서는 정량적으로도 잘 일치하는 결과를 보였다. 또한, PIV 계측기법을 통해 원형실린더 벽면주위의 유동을 면밀히 관찰하였으며, 유체점성으로 인해 원형실린더 벽면근처에서 경계층이 형성되고 자유수면에서 원형실린더의 주기적인 강제회전동요로 인해 미소한 크기의 파가 생성(wave making)됨을 PIV 계측결과의 분석을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 점성 롤감쇠로 인한 실험식의 적합성을 모형시험을 통해 확인하였고, PIV 계측기법을 통해 벽면주위의 유체점성으로 인한 조파현상을 입증하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.39-46
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• 2005

A series of forced oscillation tests on a model mooring chain was carried out to investigate dynamic tension characteristics. The model test was conducted at two different water depths to gather basic data for a 'truncated mooring test' and 'hybrid mooring test'. The truncated and hybrid mooring tests are important for overcoming the limitation of water depth that existed in previous model tests. The resultant tension RAO provides a good possibility of approximation of dynamic tension by equivalent weight adjustment for different water depths. Because the hybrid mooring test is an adequate combination of model test and simulation, an accurate simulation model for the mooring system is essential. The simulation results show good agreement with model test results.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.134-141
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• 2002

A series of forced oscillation test on model mooring chain was carried out to investigate dynamic tension characteristics. The model test was conducted at two different water depth to gather basic data for 'truncated mooring test' and 'hybrid mooring test'. The truncated and hybrid mooring test are highly recommended to overcome the limitation of water depth in model test recently. The resultant tension RAO gives good possibility of approximation of dynamic tension by equivalent weight adjustment for the ratio of water depth in different water depth. Because the hybrid mooring test is the adequate combination of model test and simulation, accurate simulation model on mooring system is essential. The simulation results show good agreement with model test results.

• 대한조선학회논문집
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• 제59권4호
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• pp.214-224
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• 2022

It is necessary to estimate manoeuvring characteristics of submerged bodies at the design stage in order to ensure the safe operations. In this study, added mass coefficients in the mathematical model of submerged bodies are estimated by captive model tests and numerical calculations. Two kinds of models, MARIN 'BB2'submarine model and AUV (Autonomous unmanned vehicle) model are utilized in the forced oscillation tests. Compared to BB2 submarine, AUV with cylindrical type hull form shows relatively small added masses in roll, pitch, and yaw directions. Next, numerical calculations based on potential theory are performed under the assumption that viscous effects on inertia forces are negligible. Added masses obtained by numerical calculations are in good agreements with forced oscillation test results. And if slow manoeuvres of submerged bodies are presumed, some of velocity coupled terms can be approximated by combinations of added mass coefficients.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.601-607
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• 2005

This paper describes a hydrodynamic modelling study based on the Feldman's equation to predict the nonlinear and coupled maneuvering characteristics of high speed submarine. The hydrodynamic coefficients set is obtained from the modeling of the cross flow drag force and sail induced vorticity, and the captive model experiments(VPMM and RA test) results used to improved the accuracy. The results contained in this paper will be helpful to predict the behavior of tight turn maneuver and to improve the SOE(Safety Operational Envelope) analysis in case of emergency maneuver.

• 한국해양공학회지
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• 제28권2호
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• pp.119-125
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• 2014

A vertical planar motion mechanism(VPMM) test was used to increase the prediction accuracy for the maneuverability of an underwater glider model. To improve the accuracy of the linear hydrodynamic coefficients, the analysis techniques of a pure heave test and pure pitch test were developed and confirmed. In this study, the added mass and damping coefficient were measured using a VPMM test. The VPMM equipment provided pure heaving and pitching motions to the underwater glider model and acquired the forces and moments using load cells. As a result, the hydrodynamic coefficients of the underwater glider could be acquired after a Fourier analysis of the forces and moments. Finally, a motion control simulation was performed for the glider control system, and the results are presented.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.30-35
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• 2004

Several roll motion reduction devices are reviewed and suggested for the application in FPSO. The firstly suggested solution is the shape of the bilge. The next is a bilge keel. The last suggestion is the ART (anti-rolling tank). Typical U-tube type ART is designed for a FPSO and examined extensively by model experiment. The model section was made of transparent acryl. Free decay test, forced oscillation test and wave test were carried out at a two-dimensional wave flume. U-tube type ART is effective only when the natural periods of ART and ship are same. Therefore, the divided U-tube type ART with split plate is suggested for the reduction of the roll motion of a FPSO over the wide range of the roll period.

• 대한조선학회지
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• 제27권3호
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• pp.31-37
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• 1990

선박의 방향안정성 등을 논할 때 필요하게 되는 선형조종미계수에 대해서는 이론적, 실험적으로 그 추정법이 제안되고 있다. 이중, 실험적 방법은 모형선에 규칙적인 강제동요를 시켜서 원하는 값들을 구하고 있으나, 한규칙 동요에 대해서 그 주파수에 대한 값만 나오므로 넓은 범위의 운동주파수에 걸쳐 미계수의 값들을 얻고자 할 때는 방대한 회수의 실험을 행해야 한다, 이러한 단점을 개선하기 위해 고안된 것이 본 논문에서 취급하는 Transient Maneuvering Method(TMM)로서, 기본원리는 모형에게 과도적 운동을 시켜 그로 인한 동유체력을 계측하고 이를 Fourier 변환하므로서 여러가지 주파수에 대한 미계수의 값을 얻게 되는 것이다. 종래의 이 분야 연구자들은 모형을 움직일 때 전동모터를 사용했으나 모터를 사용할 경우 원하는 과도 운동을 충분히 시킬 수 없으므로 본 논문에서는 유압 펌프를 사용하여 좋은 효과를 얻었다. 그 외에도 입력신호를 다소 개량하여 최종결과의 S/N비를 개선하는데 성공하였다. 실험에 사용한 모델은 Todd의 계열 60(Cb=0.7) 2M급이고, 이 결과를 종래의 PMM 시험결과와 비교하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권3호
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• pp.173-178
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• 2015

최근 국내외적으로 수중 유도무기체계 개발로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 특히 수중운동체 중 하나인 잠수함은 한국의 특수한 상황에서 최적의 선형설계를 위한 신뢰도 높은 조종성 평가 기술이 요구되며, 이를 위한 정확한 동유체력 계수의 추정 또한 중요한 연구 분야라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 잠수함 모형을 대상으로 구속모형시험인 VPMM (Vertical Planar Motion Mechanism) 시험을 실시하여 정밀도 높은 동유체력 계수를 추정하였다. 그리고 추정된 연직면 운동에 대한 선형 (Linear) 동유체력 계수 (Hydrodynamic derivatives)들을 이용하여 동안정성 (Dynamic Stability)을 판별하였다. 그 결과, 이론추정치와의 비교를 통해 동유체력 계수의 타당성이 검증되었으며, 잠수함의 연직면 동안정성도 양호한 것으로 평가되었다. 즉, 무한수심으로 정의되는 심도 6.0의 깊은 수심으로 갈수록 주기에 따른 변화가 작아지며, 이론추정치에 근사함을 확인할 수 있었다. 한편 연직면 동안정성 판별에 있어서는, 0보다 큰 양(+)의 값을 가짐으로서 연직면 운동에 대한 동안정성을 만족하는 것으로 나타났다.