• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.36-46
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• 2011

A two-dimensional floating body with a moon pool under forced heave motion, including a piston mode, is numerically simulated. A dynamic CFD simulation is carried out to thoroughly investigate the flow field around a two-dimensional moon pool over various heaving frequencies. The numerical results are compared with experimental results and a linear potential program by Faltinsen et al. (2007). The effects of vortex shedding and viscosity are investigated by changing the corner shapes of the floating body and solving the Euler equation, respectively. The flow fields, including the velocity, vorticity, and pressure fields, are discussed to understand and determine the mechanisms of wave elevation, damping, and sway force.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.245-248
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• 2006

The development of offshore structures have been increased spectacularly, especially in oil rig structures. This study concerns with the effects of heave motion of spar platform that attached the helical fin. There are three models, namely, cylinder, cylinder-truss and cylinder-cell with different geometrical dimensions are examined. Finally, the interaction between structure and fluid is closely considered. As the results, it can be seen that the existence of helical fin does not influence on surging but it affects a little on heaving of spar platform.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.389-395
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• 2008

It is very well known that the natural frequency of an oscillating body on the free surface is determinable only after the added mass is given. However, it is hard to find analytical investigations in which actually the natural frequency is obtained. Difficulties arise from the fact that in order to determine the natural frequency we need to compute the added mass at least for a range of frequencies, and to solve an equation where the frequency is a variable. In this study, first, a formula is obtained for the added mass, and then an equation for finding the natural frequency is defined and solved by Newton's iteration. It is confirmed that the formula shows a good agreement with the results given by Ursell(1949), and the value of natural frequency is reduced by 21.5% compared to the pre-natural frequency, which is obtained without considering the effect of added mass.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.397-402
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• 2013

본 연구에서는 전장이 26.75 m인 해양플랜트지원선의 선형개발을 위한 수치해석을 수행하였고 수치해석 검증을 위한 1/10의 모형선 시험을 예인수조에서 수행하였다. 또한 운항해역의 해상조건으로 뷰포트 스케일 2, 3 및 4에서 향파, 선수사파 및 횡파에서 선속별 상하동요 및 종동요에 대해서 운동응답특성을 수치 해석하였다. 모형시험과 수치해석의 저항 예측 결과는 상호 일치하였다. 운동응답특성은 선수파에서 상하동요는 조우주파수 1.8~2.0 영역에서 크게 나타났으며, 종동요는 거친 해상에서 선미사파 및 고속영역에서 높은 운동특성을 보였다.

• 한국해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.94-102
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• 1992

This paper presents the method of numerical analysis concerned with the hydropdynamic forces and moments of the floating bodies exerted by waves. The analytic methods of hydrodynamic wave forces and moments for large volume structures are generally classified into four categories ; the strip method, the boundary element method, the finite element method, and the potential matching method. In the case of the comparatively large structures, diffraction theory can be applied. However, there are no application limits of diffraction theory which have been known concerning with the analytic method of the rectangular structures. In this paper, the two-dimensional B.E.M. is treated for a moored small rectangular structure in order to evaluate applicability of diffraction theory. Numerical calculation is carried out for the structure. The results are compared with some other ones for verification. The result shows that diffraction theory is applicable to structures smaller than 0.15 in the ratio of the representative structure length d to wave length L for rectangular ones.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1986년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 17-18 Oct. 1986
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• pp.503-505
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• 1986

주어진 제어대상 모델에 대하여 제어기를 구성하여 실제로 적용하는 경우 모델의 불일치, 모델링에서 고려하지 않은 외란(disturbance), 측정잡음등에 의하여 성능이 설계시와 달라진다. 실제적용에서도 성능을 계속 유지하기 위하여 제어기는 안정성, 계수변화(parameter variation)에 대한 강인성(robustness), 외란상쇄(disturbance rejection) 및 측정잡음에 둔감함등의 특성을 가져야 한다. 귀환(feedback)을 사용하여 제어기를 구성하는 경우 위의 모든 조건을 만족 시킬 수 없으므로 제어목적에 따라 적당한 조건을 선정하여 중요한 특성을 주로 갖게 한다. 본 논문에서는 쌍동선(small waterplane area twin hull ship-SWATHS)에 대하여 PID, LQ, LQG 제어기를 구성하여 안정성, 계수 변화에 대한 강인성, 외란 상쇄 및 측정잡음의 영향을 비교하였다. 쌍동선의 경우 다른 단동선(mono hull ship)에 비하여 접수면(waterplane)이 적으므로 무게증변을 흡수할 수 있는 복원력이 약하여 적은 외력에도 상하동요(heave)와 종동요(pitch)가 심하게 일어난다. 이러한 동요를 줄이는 것이 쌍동선의 제어목적이다. 본 연구에서는 먼저 선형화된 수직축 운동방정식을 이용하여 선체운동의 모델을 구했으며 중첩의 원리(super-position theorem)에 의하여 주파수 응답의 합으로 파도입력을 모델링 하였으며 제어를 위하여 필요한 측정치는 IMU(Inertial Measurement Unit)에서 제공된다고 가정하였다. 쌍동선의 동요의 원인은 파도, 바람, 조류 등이 있으나 파도에 의한 영향이 가장 크므로 본 논문에서는 파도에 의한 영향만을 고려하였다. 파도는 쌍동선에 외란으로 작용하며 측정할 수 없는 양이므로 PID, LQ 제어에서는 제어모델에 포함되지 않지만 LQG 제어에서는 제어모델에 포함된다. LQG 제어의 경우 제어모델에 파도를 백색잡음으로 가정하고 제어기를 구성한 것 (LQG1)과 2차의 쉐이핑필터(shaping filter)를 사용하여 구성한 것(LQG2)으로 나누었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권2호
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• pp.111-119
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• 2013

The concept of the natural frequency is useful for understanding the characters of oscillating systems. However, when a circular cylinder floating horizontally on the water surface is heaving, due to the hydrodynamic forces, the system is not governed by the equation like that of the harmonic one. In this paper, in order to shed some lights on the more correct use of the concept of the natural frequency, a problem of the heaving circular cylinder is analyzed in the frequency domain. Previously, it was thought that the theory of Ursell (1949) could not be used to get the added mass and wave-making damping for short waves, however, they were obtained by applying an accurate collocation method to the theory in this study. Using the so developed numerical method, we found the added mass and wave-making damping of the circular cylinder for the entire range of the frequency. Then, the MCFR(Modulus of Complex Frequency Response) was used to locate the frequency corresponding to the local maximum of MCFR and we define it as the natural frequency. Comparing our results with the previous investigation, we found that the pressure distribution on the cylinder gets close asymptotically to that of a cylinder in infinite fluid OR close to that of the cylinder, that the approximation of the natural frequency by Lee (2008) is different from our new value only by 0.64%, and that the approximation of the heaving system by an equivalent damped harmonic oscillation is not proper by the reason that is clearly shown from the comparison of the shape of the corresponding MCFRs.

• 대한조선학회지
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• 제27권1호
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• pp.63-72
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• 1990

2차원 부유체가 자유 표면상의 평균 위치로 부터 작은 진폭의 비정상 운동을 할 때, 물체에 작용하는 선형 동유체력을 과도 Green 함수를 사용한 적분 방정식법에 의하여 시간 영역에서 수치해석 하였다. 특히 시간 영역에 따라 과도 Green 함수를 급수전개 또는 접근전개시킨 후 사용함으로써, 시간 영역에서 직접해석시에 단점으로 지적되고 있는 수치 계산 소요시간을 단축시켰다. 계산 예로는 원형 단면 주상체의 강제 상하동요 및 수평 동요시의 동유체력을 수치 해석 하였으며, Fourier 변환 후 진동수 영역에서의 해당 값과 비교 도시하였다.

• 대한조선학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 1978

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.86-97
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• 1993

수치방법은 포텐셜 유동의 가정하에서 Semi-Lagrangian 기법을 사용하여 2차원 쇄기의 비선형운동과 축대칭 물체의 강제 상하동요 운동에 대해서 개발되었다. 2차원에서 Cauchy 이론은 경계를 따라서 복소포텐셜과 그것의 미분치를 계산하기 위해 적용되었고, 3차원에서 Rankinering 쏘오스가 사용되고 대수방정식을 풀기위해서 그린 제2정리를 이용하였다. 해는 완전한 사유표면 조건을 수치적분함으로서 시간전진시킨다. 수치계산 예는 정속도로 입수하는 쇄기형 주상체와 정지 상태로 부터 강제상하동요하는 문제를 택하였다. 쇄기입수 문제는 Chapman [4], Kim[11]의 계산결과와 비교된다. 위에서 적용된 기법을 이용하여 구한 시간영역에서 힘을 Fourier 변환함으로서 부가질량계수, 감쇄계수, 2차조화력등이 얻어지고 Yamashita[5]의 실험치와 비교된다.