• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.51-62
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• 2013

The water wave interactions on any three-dimensional structure of arbitrary geometry can be calculated numerically through the use of source distribution or Green's function techniques. However, such a method can be computationally expensive. In the present study, the water wave interactions in floating circular cylinder arrays were investigated numerically using the eigenfunction expansion method with the three- dimensional potential theory to reduce the computational expense. The wave excitation force, added mass coefficient, radiation damping coefficient, and wave run-up are presented with the water wave interactions in an array of 5 or 9 cylinders. The effects of the number of cylinders and the spacing between them are examined because the water wave interactions in floating circular cylinder arrays are significantly dependent upon these.

• 동력기계공학회지
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• 제15권1호
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• pp.24-31
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• 2011

Rectangular box type structures are used in many fields of civil, mechanical and marine engineering. Especially, Most ship structures are often in contact with inner or outer fluid, like ballast, fuel and stem tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these thin walled tanks in contact with fluid near engine and propeller are strongly affected by added mass of containing fluid. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration of the tanks. Many authors have studied vibration of rectangular tanks containing fluid. Few research on dynamic interaction among tank walls filled with fluid are reported in the vibration of rectangular tanks recently. In case of rectangular tanks, structural coupling between adjacent panels and effect of vibration modes of multiple panels on added mass of water have to be considered. In the previous report, a numerical analysis is performed for the coupling effect between panels of a tank on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region, and mode characteristics in accordance with changing breadth of the plates by using finite element method for plates and boundary element method for fluid region. In this paper, the coupling effect between panels of a tank on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region, and mode characteristics in accordance with changing length, thickness, and boundary condition of the plates are investigated numerically and discussed.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권3호
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• pp.131-136
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• 2004

본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 투과 저면위의 불투과성 잠제에 의한 투과율을 수치해석 하였다 해석기법으로는 유체와 투과성 영역을 동시에 해석할 수 있는 파압함수를 사용하였으며, 이론적으로 간단히 하기 위해, 투과성영역내의 파랑의 운동은 선형소산계수와 부가질량계수를 도입하여 정식화하였다. 투과 해저면 위를 진행하는 파랑은 진폭이 감쇠하면서 진행하는 것을 알 수 있었다. 그리고 투과율은 전체적으로 불투과 저면에 비해 투과 저면에서 작아지는 것을 알 수 있었으며, 잠제의 폭과 높이의 변화에 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5B호
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• pp.295-300
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• 2012

본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 경사입사파에 따른 잠제형상변화에 의한 잠제 주변 반사율에 대해서 수치해석을 하였다. 해석기법으로는 유체와 투과성 구조물 영역을 동시에 해석할 수 있는 파압함수를 사용하였으며, 파랑의 운동은 선형소산계수와 부가질량계수를 도입하여 정식화 하였다. 기존의 경사입사파에 대한 수치해석 결과와 비교하였을 때 본 수치해석에서 얻어진 결과들은 좋은 일치를 보여 주었다. 반사율은 잠제의 폭이 넓을수록 극대값 및 극소값의 출현 간격이 좁아지고, 장주기 쪽으로 갈수록 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 잠제의 폭에 비해 잠제높이의 변화가 반사율에 더 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 각 형상잠제의 소파특성은 경사입사각의 변화에 대한 의존도가 높은 것을 알 수 있었다. 그럼으로, 본 연구의 결과는 실제 해역에서 경사를 가지고 입사하는 파랑에 대한 보다 정확한 수치해석기법으로 이용될 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.789-796
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• 2012

함정의 수중방사소음은 그 해석의 어려움이나 정확성에 있어서 매우 관심이 큰 문제이다. 본 논문에서는 구조물의 수중방사소음을 해석하기 위하여 유한요소/경계요소 연성해석법을 제안하였다. 제안된 방법은 헤름홀츠방정식에 대한 Burton-Miller 적분방정식에 기반하는 부가수 질량과 감쇠행렬을 이용하여 구조물의 구조-유체 연성응답을 해석하고 계산된 구조물의 응답으로부터 수중방사소음을 계산하는 순차적인 방법이다. 구조-유체연성작용의 구조해석은 상용소프트웨어인 MSC/NASTRAN 에 구조-유체연성효과 행렬을 추가하여 해석하는 방법으로 이루어졌고, 수중방사소음의 경우는 전용 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 수중방사소음 해석법을 간단한 예제를 통하여 그 특성을 살피고, 실제 함정의 받침대 진동에 의한 수중방사소음의 계산에 적용하여 그 유용성을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.73-81
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• 1994

선박 내항성능의 3차원적 해석을 위하여 3차원 판넬 방법을 이용한 쏘오스 분포법과 쏘오스-다이폴 분포법이 널리 이용되어 왔다. 그러나, 이 방법들을 이용하는 경우에는 내부 유동에 의한 자유표면의 공진현상에 의해 특이파수(irregular frequency)라고 불리는 파주파수에서 동유체력 계산에 큰 오차가 발생하게 되며 이런 현상을 제거하는 것은 정확한 내항성능 해석에 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 전진동요하는 선박의 운동 해석을 위하여 Wu등이 유도한 전진하면서 동요하는 Green 함수를 이용하였다. Green함수의 계산을 위하여는 어뎁티브(adaptive) 적분방법과 스트레칭(stretching) 변환 및 정류위상(stationary phase) 적분 방법을 사용하였으며 선체의 표면과 선체 내부 수선면에 특이점을 분포한 적분방정식을 도출하였다. 또한 2차원 문제를 다룬 Ohmatsu의 제안에 따라 내부 수선면에서 법선속도가 0이라는 조건을 이용하여 동요하는 문제의 불규칙파수 현상을 제거할 수 있었다. 계산은 Series 60($C_B=0.7$)에 대하여 수행되었으며 부가질량 계수, 감쇠 계수 및 파랑강제력에 대하여 기존의 연구 결과 및 실험 결과와 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.41-46
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• 2001

최근에 선박이 대형화되는 추세에 힘입어 조선소는 광폭천흘수선, 초대형 원유운반선 및 초대형 컨테이너선 등을 건조하고 있다. 이와 같은 선박은 상대적으로 다른 선박에 비해 강성이 작기 때문에 파랑 중에서 유탄성 운동을 하게 되고, 입사하는 파고가 작은 경우에도 선체의 2절 모드의 진동에 의해 선체의 갑판이 피로 파괴되는 경우가 종종 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 전진하는 선박의 유체 압력을 계산하기 위해 적분방정식은 3차원 소오스 분포법을 사용하고, 그린함수는 전진하면서 동요하는 형태를 이용하였다. 방사문제는 선박을 여러 개의 단면으로 나누어 단면간의 간섭효과를 고려하여 heave 및 pitch 강제동요와 관련된 부가질량 및 조파 감쇠계수를 계산하였고, 파강제력은 각 단면에서 선행해에 의한 힘만 고려하였다. 선박의 각 단면의 수직운동은 선박에 대한 운동방정식을 이용하고 강성행렬은 오일러 보 이론에 의해 산정되었다. 계산은 Esso-Osaka 선박을 모델로 도입하여 입사하는 파도의 주파수가 변함에 따른 선박의 각 단면에 대한 운동, 굽힘 모우멘트를 계산하였다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.21-29
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• 1996

(111), $n/n^{+}/n$ 3층 구조의 실리콘 기판을 HF 용액 내에서 양극반응시켜 선택확산된 $n^{+}$ 층에 다공질 실리콘층(Porous Silicon Layer : PSL)을 형성한 후, 이를 5% NaOH 수용액에서 식각하여 미세구조를 제조하는 다공질 실리콘 식각법을 이용한 실리콘 미세구조의 제조법으로 8개의 빔을 갖는 압저항형 실리콘 가속도센서를 제조하였다. 제조된 가속도센서의 매스 패드(mass pad)의 반경, 빔 길이, 빔 폭, 그리고 빔 두께는 각각 $700\;{\mu}m$, $50;{\mu}m$, $100\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$ 였다. 자동차의 응용을 위하여 50g 범위의 가속도를 측정할 수 있도록 진동질량은 2 mg으로 제조하였다. 이때, 진동질량을 부가하는 방법은 Pb/Sn/Ag 솔더 페이스트를 매스 패드에 디스펜싱한 후, 3-zone reflow 장치를 사용하여 열처리하였다. 제조된 가속도센서의 충격응답에 대한 감쇠시간은 약 30 ms로 나타났으며, 가산회로로 합한 출력의 감도는 2.9 mV/g이며, 비선형특성은 full scale 출력에서 2%이하로 측정되었다. 그리고 각 브릿지의 편차는 ${\pm}5%$ 미만으로 나타났다. 또한 측정된 타축감도는 약 4% 이하로 나타났으며, 시뮬레이션 결과로 부터 얻은 센서의 공진주파수는 2.15 KHz이었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.493-499
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• 2010

해상부유식 항만부두인 모바일 하버에는 일반 지상설치식 크레인과는 다른 구조를 가진 크레인이 설치되어 있다. 그리고 상부에 설치되어 있는 크레인은 파고에 따른 모바일 하버 전체의 동적 안정성에 지대한 영향을 미친다. 본 연구는 해상상태 3의 파고에 따른 모바일 하버용 크레인의 롤링 동응답 해석에 관한 내용으로서, 이론과 수치해석 기법으로 구성된 2단계 해석절차를 적용하였다. 선형파고이론에 따라 강체로 가정한 모바일 하버의 롤링응답을 이론적으로 계산하고, 모바일하버 본체의 롤링에 따른 탄성체 크레인의 롤링 동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 모바일 하버 본체와 직접 접하는 파고의 동적 연계효과는 부가질량 기법으로 반영하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.379-385
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• 2012

본 논문에서는 수상 및 수중운동체의 안정성 및 안정화기법에 관해 고찰한다. 선박이 운동을 하게 되면 부가질량이 변하게 되고 대칭인 시스템행렬이 비대칭이 된다. 비대칭성에 따라 시스템의 안정성해석방법도 달라지는데 예를 들어 가속도 피드백을 통해 비대칭요소를 제거하여 대칭으로 변환시키는 것이 가장 대표적인 해석 및 안정화 기법이다. 시스템 모델자체는 어디까지나 모델이기 때문에 대상시스템을 명확하게 수식으로 표현할 수 없으므로 피드백에 의한 비대칭요소를 소거시키는 방법은 타당하지 못하다. 따라서 본 논문에서는 대칭행렬이 비대칭행렬로 변하는 제약에 구애받지 않는, 보다 일반성을 갖는 안정성해석법을 제안하였다. 그리고 시스템 안정성 조건을 행렬부등식으로 변환하여 나타내었다. 이것은 안정성 해석 및 안정화를 위한 제어이득을 효율적으로 계산할 수 있는 방법으로 다양한 제약조건에도 유연하게 대응할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 유효성을 검증하였다.