• 제목/요약/키워드: 선박동력학

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Dynamic Positioning System의 IMO Class 변경 요건에 관한 연구 (A Study on Dynamic Positioning System IMO class upgrade requirements)

  • 채종주
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.165-172
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    • 2015
  • Dynamic Positioning System(DPS)은 그 신뢰성 및 redundancy(대체) 시스템에 따라 IMO 및 각 선급에서 3개의 class(등급)로 나누고 있다. IMO MSC/Circ 645에 의하면 DPS는 Class 1, 2, 및 3로 나누고 있으며 등급이 높을수록 좀 더 신뢰성 있고 안전하게 DP 선박을 운용할 수 있다. 국내에서 많은 DP Class 선박들이 건조되고 있는 상황에서 DP Class 1선박의 개조를 통해서 DP Class 2로 변경하거나 DP Class 2선박을 신조 또는 중고선으로 구입하는 경우 무엇을 검토하고 확인해야 하는지에 대한 구체적인 실무 자료가 부족하고, DP Class 1선박을 Class 2로 변경하여 다시 매도하는 새로운 산업분야의 개척에 있어 국내 사례를 바탕으로 한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 DP Class 1선박을 DP Class 2 선박으로 변경하기 위해서는 어떠한 IMO 및 선급의 DP class 요건의 충족이 필요하며 이를 위해서 어떠한 설비의 변경 및 추가가 필요한지를 국내에서 있었던 실제 사례를 통해서 연구해 보았다. DP 선박 Class 변경을 위해서는 FMEA를 통해서 파악되는 DP 선박의 동력 시스템, thruster 시스템 및 제어 시스템 3가지의 주요 시스템에 대체(redundancy)기능을 갖추어야 한다. 동력 시스템은 단일의 발전기, 배전반등에 문제가 발생해도 DP 기능을 유지할 수 있어야 하며, 더불어 PMS기능을 갖추고 있어야 한다. thruster 시스템은 단일의 고장이 발생하더라도 선박의 Surge, Sway 및 Yaw를 남은 thruster 시스템으로 자동 제어 할 수 있어야 한다. 각종 제어 시스템, PRS 및 센서는 여러개를 설치하여 단일의 장비고장에도 DP 기능을 유지 할 수 있어야 한다.

전기 동력 추진식 수상오토바이 인증기준 개발 연구 (A Study on the Certification Criteria fot Personal Watercraft Using Electric Power Propulsion)

  • 강대곤;김신효
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.67-72
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    • 2017
  • 본 연구는 융복합기술을 사용하여 국내 자동차 산업의 배터리 및 전기시스템과 수상레저기구 중 접근이 용이한 수상오토바이를 결합하여 전기 동력 추진식 수상오토바이 개발과 전기 동력 추진식 수상오토바이 실용화를 위한 등록 및 제작을 위해 전기 동력 추진식 수상오토바이의 안전검사 기준(안)과 형식승인 기준(안)을 개발하였다. 전기 동력 추진식 수상 오토바이 인증기준은 기존 내연기관 동력 수상오토바이의 인증기준과 선박 전기 시스템과 관련된 인증기준을 기본으로 구조 및 시스템 설치 안과 전기시스템 안의 두 분류로 구분을 하였고, 최종적으로 안전검사 기준(안)과 형식승인 기준(안)으로 개발하였다. 안전검사 기준(안)의 내용은 총 7개의 범주로 구분되어 수상오토바이의 안전한 운행을 위한 설비의 확인을 목적으로 작성되었고, 형식승인 기준(안)은 총 7개의 범주로 구분되어 수상오토바이의 안전한 제작을 위한 목적으로 작성되었다. 본 연구를 통해 국내 친환경 수상오토바이 제작의 환경 조성과 전기동력 추진 선박의 인증기준에 대한 정책 수립 기초 자료로 활용이 가능하다.

함정용 탑재장비의 내충격 성능평가 기술 (Performance evaluation methods for shock-proof of navy shipboard equipment)

  • 정정훈;김병현;정태영
    • 대한조선학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.41-48
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    • 1996
  • 함정용 탑재장비의 내충격 성능평가 기술분야에 대한 국내의 연구경험이 일천하여 미해군을 비롯한 선진군사강국의 기술구준에 도달하기 위해서는 해결해야 할 과제가 많이 남아있지만, 그 동안의 선박진동분야에서 축적한 구조동력학 분야의 국내기술을 바탕으로 접근해 간다면 그렇게 어려운 문제만은 아니다. 따라서 최근, 이 분야에 대한 국내의 활발한 연구활동을 시발점으로 하여 보다 심도있고 지속적인 연구를 수행한다면 한국해군 함정 및 탑재장비의 내충격 설계기술 자립을 머지 않아 이를 수 있으리라 생각한다. 이를 위해서 이 분야에 대한 국내연구진의 더 많은 노력과 한국해군의 적극적인 지원을 기대한다.

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펄스 전류 활성 소결법을 이용한 WC-Mo2C-Co 소결체 제조 및 기계적 특성 평가 (Fabrication and Mechanical Properties of WC-Mo2C-Co Hard Materials by the Pulsed Current Activated Sintering Method)

  • 윤희준;방한서;방희선;오익현;박현국
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.921-929
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    • 2012
  • The pulsed current activated sintering method (PCAS) is a new rapid sintering method that was developed recently for fabricating ceramics and composites. This method combines a high temperature for a short time with pressure application. In this work, PCAS was used to fabricate $WC-5wt%Mo_2C-5wt%$ Co hard material using WC, $Mo_2C$, and Co. The $WC-Mo_2C-Co$ was almost completely dense with a relative density of up to 100% after the simultaneous application of a pressure of 60 MPa and electric current for 11 min without grain growth. The average grain size of WC that was produced through PCAS was about $0.5-0.6{\mu}m$. The vickers hardness and fracture toughness of the $WC-5wt%Mo_2C-5wt%$Co hard materials were about $2453.5kg/mm^2$ and $7.9MPa{\cdot}m^{1/2}$, respectively, for 60 MPa at $11200^{\circ}C$.

고부가가치 선박 및 관련기술

  • 신수철
    • 대한조선학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.4-24
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    • 2004
  • 우리나라 조선해양산업은 1970년대 초에 본격적으로 세계 조선시장에 진출하여 짧은 기간에 세계 1위의 조선대국으로 도약하였다. 현재의 위상을 공고히 하고 지속적인 경쟁력 우위를 유지하기 위해서는 기존 주력제품의 원가 및 품질의 차별화 전략과 아울러 고부가 제품의 수주확대가 무엇보다 필요할 것이다. 현재 우리의 주력판매 선종인 유조선(Tanker), 산적화물선(Bulk Carrier), 6,000TEU급 미만의 일반컨테이너선 등은 이미 성숙기에 진입한 제품으로서, 기업주도로 원가절감 및 품질향상이 활발히 추진하고 있으나 조선업의 미래 성장동력으로서는 한계가 있다. (중략)

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인공지능 기법에 의한 최적 운항자세 선정에 관한 연구 (Study on the Selection of Optimal Operation Position Using AI Techniques)

  • 박동우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.681-687
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    • 2023
  • 최적 운항자세 선정 기술이란 주어진 운항 배수량과 운항 선속에서 최소의 저항을 가지는 즉, 최적의 연료 소비 효율을 가지는 초기 선수흘수와 선미흘수를 제시하는 것이다. 본 논문의 주 목적은 대상선박의 유효동력 데이터를 기반으로 주어진 운항조건에서 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 선정하는 프로그램 개발하는 것이다. 본 프로그램은 인공지능 기법에 의한 파이썬 기반 GUI(Graphical User Interface)로 작성되어 선주가 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 그 과정에 있어 대상 선박 소개, 전산유체역학(CFD)을 통한 유효동력 데이터 수집, 심층학습을 사용한 유효동력 모델 학습 방법 그리고 심층신경망(DNN) 모델을 응용한 최적 운항자세 제시 프로그램을 구체적으로 설명하였다. 선박은 운항 별로 화물을 싣고 내리게 되고, 이에 화물 적재량이 변화되고 배수량이 변경된다. 선주는 배수량 별 예상 선속에 따라 최소저항을 가지는 즉, 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 알고자 한다. 개발된 GUI는 해당선박의 태블릿 PC와 앱에 설치하여 최적 운항자세 선정에 활용 가능하다.

소형선박용 배기가스 후처리장치에 관한 연구 (A Study on the Exhaust Gas After Treatment for Small Ship)

  • 이중섭;이치우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.76-81
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    • 2017
  • In this research, to cope with the exhaust being reviewed to establish legal regulations for domestic small vessels, a basic experiment on an exhaust emissions post-treatment system was conducted to construct the design data required for securing a localized technology. The data was secured based on the arithmetic mean calculated through setting the engine load to 25%, 50%, and 75% and conducting five. A 2800-cc turbo charger diesel-type engine was used in the experiment, and an engine dynamometer was used in the conducted tests. As a result, NOx was reduced by approximately 20% and PM was reduced by approximately 97%. Although the results indicated no significant changes to CO in test mode-1, it was greatly reduced as it transitioned into the next phase.

Dynamic Positioning 선박들의 사고사례 분석 (An Analysis on Incident Cases of Dynamic Positioning Vessels)

  • 채종주;정연철
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.149-156
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    • 2015
  • Dynamic Positioning System(DPS)은 동력, DP control 장치, DP 컴퓨터, 위치참조시스템(PRS), 센서, thruster 시스템 및 DP 운용자(DPO) 7가지로 구성되어 있다. DP 선박은 이들 구성요소들에 문제가 발생하면 그 기능을 상실할 수 있는데 이러한 DP 선박의 위치손실사고(Loss of Position, LOP)는 선주가 자발적으로 매년 IMCA에 보고하고 있다. 본 연구에서는 2001~2010년까지 10년 동안 IMCA 보고된 DP 선박 관련사고 612건에 대한 분석을 바탕으로 DPS의 7가지 구성요소와 관련된 사고 원인을 파악하고 이들 중 높은 비율을 차지하는 요인의 정성적, 정량적 분석을 통한 DP 선박의 안전운항 방안을 모색하고자 한다. 10년 평균 가장 높은 비율을 차지한 DPS 사고원인 요소는 PRS였다. 이를 전문가들의 브레인스토밍을 통해 작성된 flowchart를 바탕으로 베이지안 네트워크 분석을 시행한 결과 PRS 각 요소별 조건부 확률을 확인할 수 있었다. DP 선박의 drive off를 발생시키는데 주요한 영향을 미치는 것은 DGPS, microwave radar 및 HPR 이었고 DGPS에 주요한 영향을 미치는 에러 요인은 signal blocked, electric components failure, relative mode error 및 signal weak or fail이라는 것도 확인할 수 있었다.

CFD 기반 소형 선박의 EEDI 평가 방법에 관한 연구 (Study on the Evaluation Method for EEDI of the Small Vessel using CFD)

  • 박동우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.627-633
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    • 2019
  • 본 논문의 주 관심사항은 전산유체역학과 기존 모형시험 데이터를 활용하여 주어진 선박의 저항 및 추진성능을 추정하고 그 결과를 이용하여 에너지효율설계지표(Energy Efficiency Design Index, EEDI)를 평가하는 방법을 제시하는 것이다. 대상선박의 모형선 크기에서의 전 저항을 계산하기 위해 점성 유동 해석을 수행하였다. 유동계산은 STAR-CCM+를 사용하였으며 자유표면, 트림과 싱키지를 고려하였다. 점성 유동 해석 결과를 바탕으로 대상선박의 유효동력을 산정하였다. 준 추진효율 계수는 기 보유한 모형시험 데이터베이스를 이용한 추정식 및 유사선박의 시험자료를 활용하여 산정하였다. 최종적으로 EEDI 산정식에 대하여 유체동역학적 결과, 선박의 정보, 사용하는 연료에 대한 $CO_2$의 환산계수, 연료소모량 등을 바탕으로 일반화된 계산 프로그램을 작성하였다.

선박 갑판에서 이미지 기반 이동로봇 주행에 관한 연구 (A Study on Image-Based Mobile Robot Driving on Ship Deck)

  • 김선덕;박경민;왕승열
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.1216-1221
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    • 2022
  • 선박은 화물 운송의 효율을 증대시키기 위해 대형화되는 추세이다. 선박 대형화는 선박 작업자의 이동시간 증가, 업무 강도 증가 및 작업 효율 저하 등으로 이어진다. 작업 업무 강도 증가 등의 문제는 젊은 세대의 고강도 노동 기피 현상과 맞물러 젊은 세대의 노동력 유입을 감소시키고 있다. 또한 급속한 인구 노령화도 젊은 세대의 노동력 유입 감소와 복합적으로 작용하면서 해양산업 분야의 인력 부족 문제는 극심해지는 추세이다. 해양산업 분야는 인력 부족 문제를 극복하기 위해 지능형 생산설계 플랫폼, 스마트 생산 운영관리 시스템 등의 기술을 도입하고 있으며, 스마트 자율물류 시스템도 이러한 기술 중의 하나이다. 스마트 자율물류 시스템은 각종 물품들을 지능형 이동로봇을 활용하여 전달하는 기술로서 라이다, 카메라 등의 센서를 활용해 로봇 스스로 주행이 가능하도록 하는 것이다. 이에 본 논문에서는 이동로봇이 선박 갑판의 통행로를 감지하여 stop sign이 있는 곳까지 자율적으로 주행할 수 있는지를 확인하였다. 자율주행은 Nvidia의 End-to-end learning을 통해 학습한 데이터를 기반으로, 이동로봇에 장착된 카메라를 통해 선박 갑판의 통행로를 감지하여 수행하였다. 이동로봇의 정지는 SSD MobileNetV2를 이용하여 stop sign을 확인하여 수행하였다. 실험은 약 70m 거리의 선박 갑판 통행로를 이동로봇이 이탈 없이 주행 후 stop sign을 확인하여 정지하는지를 5회 반복 실험하였으며, 실험 결과 경로이탈 없이 주행하는 결과를 얻을 수 있었다. 이 결과를 적용한 스마트 자율물류 시스템이 산업현장에 적용된다면 작업자가 작업 시 안정성, 노동력 감소, 작업 효율이 향상될 것으로 사료된다.