• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.265-271
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• 2014

304L 스테인리스강판은 멤브레인타입 LNG선 단열시스템의 1차 방벽으로 이용된다. 304L 스테인리스강은 변태유기소성(TRIP)강으로 복잡한 재료거동을 보이는데, 이는 소성변형이 발생하는 동안 상변태를 경험하기 때문이다. 본 연구에서는 304L 스테인리스 강의 비선형 기계적 거동분석을 위한 온도의존 일축인장시험을 수행하였으며 재료의 파단이나 비선형 거동을 예측하기 위한 점소성모델을 제안하였다. 수치해석의 결과와 시험 결과를 비교 분석하여 유효성을 검증하였으며 LNG 멤브레인에 대한 적용성을 검토하기 멤브레인 구조시편을 제작하여 구조해석 및 유한요소해석을 수행하였다. 재료모델은 개발 서브루틴을 이용하였으며 ABAQUS 사용자지정 재료 서브루틴을 탑재한 유한요소해석 결과와 극저온 구조인장시험을 수행한 결과를 비교하여 구조적용성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.846-855
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• 2021

최근 친환경, 신재생 에너지 수요에 따라서 해상풍력발전 분야는 빠른 성장세와 설비의 대형화에 따른 전용설치선박의 관련 기술개발이 요구되고 있다. 해상풍력설치선박(WTIV: Wind Turbine Installation Vessel)은 설치 작업 시 선체를 파도의 영향을 받지 않는 높이로 이동시키고 모든 환경하중은 레그가 담당한다. 특히 파랑하중은 불규칙파로 구성되어 있기 때문에, 정확한 동적응답특성을 파악하는 것은 아주 중요한 문제이다. 이러한 동적응답해석은 간이법의 하나인 단자유도법을 널리 활용하고 있으나, 불규칙 파를 고려하지 못하는 제약조건이 있다. 따라서 현재 설계 시 불규칙 파에 대한 시간영역 계산이 가능한 다자유도 계산법을 사용하고 있다. 그러나 다자유도 계산법에서 시간영역 해석은 정도 높은 계산 결과를 제공하지만, 데이터의 수렴도가 민감하고 복잡성에 있어 설계 시 어려움이 있다. 따라서 본 논문은 다양한 변수를 기준으로 한 시간영역 해석을 통하여 불규칙 파의 동적응답 특성을 표현 할 수 있는 동적증폭계수 추정식을 개발하였다. 기존 다자유도 모델 대비 계산시간 단축 및 정확도 확보를 확인하였다. 개발된 동적증폭계수 추정식은 WTIV 및 유사 구조물 설계에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.591-598
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• 2002

공학적 설계에 있어 많은 문제들은 몇 가지 목적함수들을 동시에 최소화하여야 할 필요가 있을 경우가 있다. 선박설계에 있어, 종래에는 자재비 경감과 재화중량 증가를 위해 최소중량설계가 구조 설계의 주된 목적이었으나, 값싼 노동력을 내세운 후발 조선국과의 치열한 국제 경쟁을 극복하기 위해서는 보다 경제성 있는 선박 건조 기술 개발이 선행되어야 할 것이다. 이에 따라 본 연구에서는 다목적함수 최적화기법을 이용한 선체 구조의 보다 합리적인 설계 방안에 대한 연구를 수행하여 실제 건조된 유조선을 대상으로 중량, 건조비 등의 경제성을 비교 평가하였다. 다목적 함수로는 유조선의 중량과 건조비로 하였으며 최적화 기법으로는 확률론적 탐색법인 ES(Evolution Strategies)를 이용하였다. 건조비 모델은 상대 건조비 개념을 도입하였고, 종강도 부재는 선급규정에 의해, 횡강도 및 횡격벽 부재는 직접해석법인 일반화된 경사처짐법을 사용하여 설계에 적용하였다. 다목적함수 최적화 결과로부터 도출된 Pareto 최적 설계점들에 대하여, 요구운임률을 각각 산정함으로써 이들 최적 설계점들 중에서 가장 경제성이 뛰어난 선박 설계 방안을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.259-264
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• 2023

본 논문에서는 3차원 엮임 재료의 재료 물성치들을 효율적으로 분석하고 추후 최적설계 연구에 활용하기 위해서 파라메트릭 배치 해석 워크플로우를 제시하였다. 3차원 엮임 재료를 구성하는 와이어들 사이의 간격을 설계 매개변수로 하는 파라메트릭 모델에 대해서 임의의 변수 조합을 가지는 2,500개의 수치 모델을 생성하였으며, 상용 프로그램인 매트랩과 앤시스의 여러 모듈을 사용하여 체적탄성계수, 열전도도, 유체투과율과 같은 다양한 재료 물성치들을 배치 해석을 통해서 자동으로 얻어질 수 있도록 구성하였다. 이와 같이 얻어진 대용량의 재료 물성치 데이터베이스를 활용해서 회귀 분석을 수행하였으며, 그 결과 설계 변수들과 재료 물성치 사이의 경향성과 수치 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 또한 확보된 데이터베이스를 통해서 3차원 엮임 재료의 물성치를 예측할 수 있는 인공 신경망을 구성하고 학습시켰으며, 그 결과 임의의 설계 매개변수 값들을 가지는 엮임 재료 모델에 대해서 구조 및 유체해석 과정 없이도 높은 정확도로 재료 물성치들을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권1호
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• pp.51-58
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• 2004

e-비프니스로 대표되는 비즈니스의 공간시장(Market place)화는 대부분의 산업에 파급되어 새로운 비즈니스 패러다임으로 정착되어 가고 있으나, 항만물류와 관련한 산업에는 그 파급속도가 매우 느린 실정이다. 이에 따라 항만물류산업의 e-비즈니스화를 위해, 여러 가지 정책과 연구가 적극적으로 추진되어 왔다. 그러나, 대부분의 연구는 해당 비즈니스의 특성과 무관하게, 매우 일반적인 활성화 정책을 제시하거나, 혹은 특정사례에만 치중한 개별적 차원의 방안을 제안하는 정도에 머물러 있어, 연구의 확장성 및 범용성 측면에서 많은 문제점을 지니고 있다. 게다가, 이러한 새로운 비즈니스와 관련하여 어떤 이론을 수립하거나 혹은 그러한 이론에 바탕을 둔 연구는 거의 없는 것이 현실이다. 따라서, 항만물류산업의 e-비즈니스화와 관련한 연구는 당장의 활성화방안의 수립에 앞서 오히려, 기반 연구에 해당되는 기초 작업이 요구되는 실정이다. 즉, 항만물류산업의 e-비즈니스와 관련한 연구는 우선, 항만물류산업의 특성에 대한 철저한 이해와 더불어, 공간시장화의 파급에 따른 산업계의 구조변화에 대한 검토가 선행될 필요가 있다. 그리고, 이러한 공간시장화에 따라 해당산업계에서 나타나는 다양한 비즈니스 유형에 대한 연구가 이루어지고, 그러한 토대위에 e-비즈니스를 구체적으로 고려하는 수순으로 진행될 필요가 있다. 본 연구는 여기에 주목하여 공간 시장화에 따른 항만물류산업 관련 산업구조의 변화에 주목하여, 이론적 근거를 가지고 비즈니스 유형들을 체계적으로 분류하는 것을 목적으로 한다. 분류를 위한 이론으로써 본 연구에서는 비지니스의 계층성과 업계의 가치사슬에 주목한 BL-VC모델을 대표적 항만물류산업중 하나인 선박급유업에 적용하여, 선박급유업과 관련한 일반화된 분류체계를 수립하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.281-286
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• 2012

Single frame structures with notches were fractured by applying drop impact loadings at room temperature and low temperature. Johnson-Cook shear failure model has been employed to simulate the fractured single frame structures. Through several numerical analyses, material constants for Johnson-Cook shear failure model have been found producing the cracks resulted from experiments. Fracture strain-stress triaxiality curves at both room temperature and low temperature are presented based on the extracted material constants. It is expected that the fracture strain-stress triaxiality curves can offer objective fracture criteria for the assessment of structural fractures of polar class vessel structures fabricated from DH36 steels. The fracture experiments of single frame structures revealed that the structure on low temperature condition fractures at much lower strain than that on room temperature condition despite the same stress states at both temperatures. In conclusion, the material properties on low temperature condition are essential to estimate the fracture characteristics of steel structures operated in the Northern Sea Route.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.71-78
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• 2001

조선분야에서 CNC, 혹은 CAM이 사용되는 분야는 주로 강재 절단, 프로펠러 제작 자동화와 수조 실험용 모델제작에 관한 것이며 대학에서는 대부분 선형과 구조 설계용 CAD 연구를 수행하고 있고 CAM 분야는 활성화되어 있지 않은 편이다. 본 문에서는 Pro/Engineer CAD 시스템으로 3차원 선체 형상을 모델링 하고 이를 CNC 공작기계로 제작하는 과정을 수행하고 부수적으로 이기종 소프트웨어간 데이터 교환을 위한 중립 데이터 양식에 관한 기초 조사연구도 하였다. CIM 과정에서 소프트웨어간의 형상 정보 교환 시 IGES, STEP을 사용할 수 있으나 본 연구에 적용된 CAM s/w에서 STEP을 인식할 수 없어 IGES를 사용하였고 TRIMC VMC 공작기계의 제작물 크기에 제한이 있어 작은 규모의 선박 모형(prototype) 가공을 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.113-122
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• 1992

선박소음을 예측하는 과정중에서 고체소음 전달해석은 직접적으로 예측결과의 정도에 영향을 미치고 있다. 이에 대한 계산 방법으로서 경험식이 그 간편성 때문에 자주 사용되고 있지만 자체의 한계성 때문에 이론적 해석방법(Wave guide theory, SEA등)들에 대한 연구가 선박음향학 분야에서 꾸준히 수행되어 왔다. 본 연구에서는 SEA를 이용하여 22개의 plate로 구성된 선체구조의 단순모델을 대상으로 고체소음 전달손실에 대한 이론적 계산 및 실험적 산정을 수행하였다. 계산치와 실험치의 비교결과는 3 dB이내의 좋은 일치를 보여 주었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.41-48
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• 2004

Ship is being operated under a highly dynamic environments and many factors are related with ship's collision and those factors are interacting. So, the analysis on ship's collision causes are very important to prepare countermeasures which will ensure the safe navigation. This study analysed the ship's collision data over the past 10 years(1991-2000), which is compiled by Korea Marine Accidents Inquiry Agency. The analysis confirmed that ‘ship's collision' is occurred most frequently and the cause is closely related with human factor. The main purpose of this study is to propose risk control measures of ship's collision. For this, the structure of human factor is analysed by the questionnaire methodology. Marine experts were surveyed based on major elements that were extracted from the human factor affecting to ship's collision. FSM has been widely adopted in modeling a dynamic system which is composed of human factors. Then, the structure analysis on the causes of ship's collision are performed using FSM. This structure model could be used in understanding and verifying the procedure of real ship's collision. Furthermore it could be used as the model to prevent ship's collision and reduce marine accidents.