• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.45-64
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• 1993

본 논문에서는 전 논문 주상체의 비선형운동(I)[16]의 정합방법과 비선형해법을 이용한 원형실린더의 전진동요문제와 파랑중에서의 실린더의 운동에 관한 결과를 중심으로 보고한다. 완전한 물체표면 조건의 부과에 관하여 스펙트럴방법은 잠수된 경우에 적용할 수 있으나 물체가 부유된 경우에 적용이 어렵다. 그러나 본 방법은 어떤 구속없이 완전하게 적용할 수 있고 자유표면에서는 완전한 비선형 자유표면조건을 시간적분하여 추적한다 본 논문에서는 예로 첫째는 원형실린더가 수면하에서 전진하면서 상하동요하는 경우의 동유체력을 계산하여 Grue[6], Kim[12]의 선형계산과 비교하였고 또 다른 적용으로 부유된 원형주상체의 전진동요 문제를 수치적인 어려움 없이 성공적으로 수행하였다. 두번째는 파랑 중에서 주상체의 운동문제에 관한 계산을 수행하였다. 초기조건의 부과를 위해 가상적인 조파기를 설치하여 2차원 수치수조를 만든 다음 잠수된 원형 실린더를 고정시켜서 계산을 수행하여 비선형동유체력을 구하였고 다음은 2차원 실린더가 파랑중에서 운동할 때 계산을 수행했다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.1-10
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• 2024

해상 산업시설을 중심의 부유식 구조물 수요가 생활 밀접형 시설로 점차 확대됨에 따라, 부유 구조물의 동요를 저감하기 위한 기술 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 부유체 외부에 유공벽이 설치된 부유식 구조물을 제시하고, 규칙파 및 불규칙파 조건에서의 주파수 영역 해석을 통해 해당 구조물의 응답을 조사하였다. 제안된 구조물은 내부 부유체와 유공벽이 포함된 외부 부유체가 결합된 형태로, 유공률별(0~30%) 해석 모델을 생성해 부유체 중심점과 가장자리에서의 상하 및 회전 동요가 비교되었다. 해석 결과는 유공벽의 유공률 증가를 통해 부유체의 상하 및 회전 동요를 저감할 수 있음을 보여주었다. 또한 제안된 부유체를 사용함으로써 무유공 부유체 대비 규칙파와 불규칙파 조건에서 각각 10%, 2% 내외의 응답 감소 효과가 나타남을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.153-159
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• 2012

본 연구에서는 실습선의 다방향 불규칙파중 종방향 운동응답특성을 선형 스트립이론에 기초한 상용코드(MAXSURF v.16)를 이용하여 해석하였다. 해석에 앞서 상용코드의 검증을 위해 파나막스급 컨테이너선에 대해 실험조건과 동일한 선형과 해석조건을 적용하여 계산한 결과와 기 계산된 결과(Flokstra, 1974)가 상호 유사한 경향을 얻어 해석의 신뢰성을 확보하였다. 계산조건으로는 Fn=0.257에서 파랑외력을 ITTC 파스펙트럼에 기초한 뷰포트 스케일 5($\bar{T}=5.46$, $H_{1/3}=2m$)의 파스펙트럼을 산출하였고, 조우각은 선수사파(Head & bow seas, $150^{\circ}$)를 적용하여 상하동요(Heave)와 종동요(Pitch)의 선체운동응답스펙트럼을 해석하였다. 다방향 불규칙파에 대한 운동응답스펙트럼은 선수사파에서 상하동요의 경우는 미소하게 단파정파에서 높은 스펙트럼 분포를 보이고 종동요의 경우는 장파정파에서 높게 나타났다.

• 대한조선학회지
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• 제10권1호
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• pp.33-44
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• 1973

Chine형 선체단면 주상체의 자유표면에서의 상하운동에 수반되는 부가질량과 감쇠력을 Ursell-Tasai 방법에 의하여 계산하였다. Chine형에서 구하여진 결과는 같은 선체단면적 계수와 반폭흘수비를 갖는 등가 Lewis형의 결과와 비교하였고 선체단면의 형상이 부가질량 및 감쇠력에 미치는 영향을 고찰하였다. Chine형과 등가 Lewis형 선체단면 주상체에 파고가 일정한 횡파가 입사할 때의 상하운동을 고찰하였다. 이상과 같은 계산 및 고찰을 통하여 다음 결과를 얻었다. 1) 자유표면이 부가질량에 미치는 영향은 chine형이 등가 Lewis형단면보다 큰 값을 갖는다. 2) 선체단면적계수와 반폭흘수비가 같은 경우에 감쇠력의 크기는 Lewis form, single chine, double chine순서이다. 3) 선체단면계수와 반폭흘수비는 상하운동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 생각되며, 선체단면의 기하학적인 변형이 운동에 미치는 영향은 중요한 요소가 되질 못한다. 4) 감쇠력계수와 선체단면계수와의 관계는 간단한 관계를 유지한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.25-33
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• 2015

Following the previous works on the natural frequency of heaving circular cylinder, i.e. Lee and Lee (2013) and Kim and Lee (2013), an investigation of the same spirit on the 2-dimensional cylinder of Lewis form has been conducted. As before, the natural frequency is defined as that corresponding to the local maximum of the MCFR (Modulus of Complex Frequency Response), which is given by the equation of motion in the frequency domain analysis. Hydrodynamic coefficients were found by using the Ursell-Tasai method, and numerical results for them were obtained up to much higher frequencies than before, for which the method was known as numerically unstable in the past. For a wide range of H, the beam-draft ratio, and ${\sigma}$, the sectional area coefficient, including their practical ranges for a ship, results for the natural frequency were computed and presented in this work. Two approximate values for the natural frequency, one proposed by Lee (2008) and another one by the damped harmonic oscillator, were also compared with the current results, and for most cases it was observed that the current result is between the two values. Our numerical results showed that the values of the local maximum of MCFR as well as the natural frequencye increase as ${\sigma}$ increases while H decreases. At present, extension of the present finding to the 3-dimensional ship via the approximate theory like the strip method looks promising.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.224-231
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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 time domain. The equation of motion, an integro-differential equation, was derived following the fashion of Cummins (1962), and its coefficients including the retardation function were obtained using the numerical solution of Lee (2012). The equation was solved numerically, and the experiment was also carried out in the CNU flume. Using our numerical and experimental results, the natural frequency was defined as its average value given by the motion data excluding those of the initial stage. Our results were then compared with those of the existing investigations such as Maskell and Ursell (1970), Ito (1977) and Yeung (1982) as well as the newly obtained results of Lee (2012). Comparison showed that the natural frequency obtained here agrees well with that of Lee (2012), which was found through the frequency domain analysis. It was also shown that the approximation of heaving motion by a damped harmonic oscillation, which was regarded as suitable by most previous investigators, is not physically suitable for the reason that can be clearly shown through comparing the shape of MCFRs(Modulus of Complex Frequency Response). Furthermore, we found that although the previous approximations yield the damping ratio significantly different from our result the magnitude of natural frequency is not much different from our result.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권4호
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• pp.329-334
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• 2017

As the motion response of heave for floating bodies on the water surface is relatively large near the natural frequency, it is necessary to predict its value accurately from the stage of initial design. Bodies accelerating in fluid experience force acted upon by the fluid, and this force is quantified by using the concept of added mass. For predicting the natural frequency of heave we need to know the added mass, which is given as a function of frequency, and hence the natural frequency can be obtained through only by iteration process, as was pointed out by Lee (2008). His method was applied to circular cylinders, and two dimensional cylinders of Lewis form by making use of the Ursell-Tasai method in the previous works, Lee and Lee (2013), Kim and Lee (2013), and Song and Lee (2015). In this work, a similar algorithm employing the concept of strip method is adopted for predicting the heave natural frequency of KCS(KRISO Container Ship), and the obtained computational result was compared with other existing experimental data, and the agreement seems reasonable. Furthermore, through the error analysis, it is shown that why the frequency corresponding to the local minimum of the added mass and the natural frequency are very close. And it seems probable that we can predict the heave natural frequency if we know only the local minimum of added mass and the corresponding frequency under a condition, which holds for ship-like bodies in general.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.36-43
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• 1996

현재 전 세계적으로 해상교통의 주역이 되리라고 생각되는 고속선에 대한 시험 연구를 수행하였다. 본 논문은 주행중 고속선에 가장 문제가 되는 파도중의 운항자세를 제어하는 시험을 수행한 결과이다. 선형은 카타마란 선형을 선택하였으며, 운항자세를 제어하기 위하여 선수와 선미부분에 제어판을 장치하였다. 자세제어 시스템으로는 제어판과 제어판 구동장치, 운동 계측장비로 되어있으며, 운동 계측장비로부터 데이타를 취득하고, 제어판 구동장치로 신호를 보내기 위하여 A/D, D/A보드를 각각 1장씩 사용하였다. 이 장비를 이용하여 규칙 정면파중의 고속선의 운항자세를 제어하는 시험을 수행하였으며, 실험결과로부터 자세제어 시스템이 작동하지 않을 때와 작동할 때의 차이를 비교하였다. 비교결과 종동요(Pitch)는 진폭이 많이 감소하였으나, 상하동요(Heave)는 많이 감소하지 않았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.109-123
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• 2008

The present paper presents the CFD result for a beam wave test case. An ONR tumblehome ship model with bilge keels is used. The beam wave test is for zero forward speed and roll and heave 2DOF with wave slope $a_k=0.156$ and wavelength ${\lambda}=1.12L_{PP}$, with $L_{PP}$ the ship length. The problems is solved numerically with an unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes approach. The free surface flow is computed using a single-phase level-set method and the motions in each time step are integrated using a predictor-corrector iteration approach which uses dynamic overset grids moving with relative ship motion. The predicted CFD results for motions and forces are compared with experimental data, showing a reasonable agreement.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권5호
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• pp.333-339
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• 2008

해상 상태가 거칠어짐에 따라 선체동요로 인하여 선박에 승선 증인 승객 및 승무원은 멀미 증상을 호소하기도 하고, 졸음 증상, 어지럼증, 두통 및 복통 등을 초래하기도 한다. 심한 경우에는 생리적으로 회복하기 힘들 정도의 심각한 장애를 겪기도 한다. 또한, 의욕(동기부여) 감소, 숙련도 저하, 인지능력 및 판단력 저하 등 정신적 활동의 지연이나 오류를 유발하는 등 활동성 및 작업수행 능력이 현저히 떨어지기도 한다. 본 논문에서는 멀미의 발생 및 작업수행과 관련된 대표적인 국제 표준안을 살펴보았고, 실습선에 승선 중인 실습생들을 대상으로 수차례에 걸쳐 설문조사를 실시하여 승선감을 평가하였다. 그 결과, 멀미 중상을 유발하는 주요소가 상하가속도임을 확인하였고, 그 크기(수준)는 0.2g 이상으로 분석되었다. 또한, 속력 또는 침로를 변경하여 파도와의 만남주기가 $4{\sim}8$초의 범위에서 벗어나도록 항해함으로써 멀미 증상을 완화시킬 수 있는 방안을 제시하였다.