• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.311-317
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• 2010

하역장치가 장착된 모바일하버 선박은 새로운 해상운송시스템 개념으로, 특정 정박지에서 대형 컨테이너 선박에 계류하여 해상상태 3 이하 조건에서 신속하면서 효율적인 컨테이너 하역작업을 수행하는 것이다. 모바일하버와 관련한 주요 연구로는 고속하역시스템, 부유체 구조 설계, 안벽하역시스템 해석 및 작업크레인 설계 등의 원천기술 개발을 중심으로 수행되었다. 본 연구는 모바일하버 선박의 하역작업 중 동적안정성 확보를 위한 계류안정화시스템을 개발하고자 하는 것으로, 국내외 계류장치에 대한 현황 분석을 기초로 현재 선박에 탑재되어 있는 의장장치인 윈치시스템에 계류안정화 기능을 추가시킨 포지셔닝윈치를 개발하여 모선과의 상대운동을 최소화하는 방안에 대한 개념설계를 제안한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1089-1097
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• 2002

본 논문에서는 선박에 탑재하여 해상에서 이동 중 위성통신을 수행하는 능동 위상배열 안테나 시스템의 설계, 제작 및 시험을 소개한다. 안테나와 시스템은 광역 하이브리드 추져, 송수신 겸용 안테나 소자, 비대칭 배열, 송수신간의 간섭 억압, 및 주파수 스캔 효과를 보상하는 위상제어 기술 등의 새로운 구조와 기술을 적용한다. 안테나는 32$\times$4 이차원 배열을 가진 송수신 겸용 안테나이다. 안테나는 두개의 빔을 가진다. 안테나 사용 주파수는 수신 7.25 - 7.75 GHz 송신 7.9 - 8.4 GHz이다. 안테나 지향 이득은 수신 35.4 dBi와 송신 35.7 dBi이며, 최대 54 %의 효율을 가진다. 전자 빔 스캔 범위는 앙각 $\pm$35$^{\circ}$와 방위각 $\pm$4$^{\circ}$이다. 안테나는 방위각 360$^{\circ}$ 무한회선과 앙각 $\pm$$10^{\circ}$의 기계적 제어가 가능한 하이브리드 추적 운동을 할 수 있다. 안테나 3 dB 빔폭은 2.2$^{\circ}$이며, 부엽 레벨 -14 dB와 교차편파 억압 송신 21 dB의 특성을 가진다. 안테나는 근역전계 측정 시설을 이용하여 측정하였다. 시스템 성능은 선박 모의 운동 시뮬레이터 위에서 위성 중계기 시뮬레이터를 사용하여 시험하였다. 운동 상태에서 위성 추적 성능은 추적 오차가 3 dB 이내이다. 안테나 시스템은 변조된 위성방송 신호를 주파수 변환하여 안테나 시스템의 변조 신호 송수신 시험에 사용하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.2236-2245
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• 1997

직접위성방송(DBS)은 정보화사회를 위한 실질적인 서비스 분야로써 각광을 받고 있으며, 특히 해상에 까지 광범위한 방송서비스를 제공할 수 있는 매우 유용한 매체이다. 그러나 해상에서의 DBS 수신장치는 선박의 운항이나 피칭(pitching), 로링(rolling), 요잉(yawing) 등의 동요에 관계없이 위성을 계속 추적하기 위한 복잡한 안테나 제어장치가 필요하다. 이 연구는 소형 선박에서 무궁화위성의 DBS를 수신하기 위한 장치의 개발을 목표로 하고 있으며, 한반도 주위의 해역을 항해하는 소형 선박에서 쉽게 탑재하고 사용할 수 있도록 소형, 경량, 저가격화에 중점을 두었다. 그러므로 한반도 연.근해에서 무궁화위성의 추적조건을 분석하고 이에 적합한 Az/El 2축 마운트를 설계하여 제작하였으며, 스텝트렉(step track) 빙식에 의한 추적과 각속도 센서를 이용한 마운트의 동요보정 기능을 타 장비의 도움없이 스스로 수행할 수 있는 시스템을 연구하였다. 또한 장치를 탑재할 수 있는 선박운동 시뮬레이터를 제작하여 여러가지 형태의 동요를 구현하며, 추적과 동요보정에 따른 수선상태를 측정, 분석하므로써 실험적으로 최적의 알고리즘을 작성하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.209-220
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• 1997

직접위성방송(DBS)은 해상에까지 광범위한 방송서비스를 제공할 수 있는 매우 유용한 매체이다. 그러나 해상에서의 DBS 수신장치는 선박의 운항이나 동요의 상태에 관계없이 안테나가 위성을 계속 추적해야 하는 복잡한 제어장치를 필요로 한다. 본 연구는 한반도 연 근해를 항해하는 선박에서 Koreasat의 DBS를 수신할 수 있는 장치의 개발이 목표였으며, 특히 소형선박에 쉽게 탑재하고 사용할 수 있도록 다른 항법장비와 연계됨이 없이 장치의 독립적인 운용형태로 설계하였고 소형, 경량, 저가격화에 중점을 두었다. 그러므로 한반도 연·근해에서 koreasat의 탐색과 추적조건을 분석하고 이에 적합한 Az/El 2축 마운트를 설계하여 제작하였으며, 스텝트랙(step track) 방식에 의한 추적과 각속도 센서를 이용한 마운트의 동요보정 기능을 연구하였다. 실험을 위하여 장치를 탑재할 수 있는 선박운동 시뮬레이터를 제작하여 목표치의 동요를 구현하고, 추적과 동요보정에 따른 수신상태를 측정, 분석하면서 실험적으로 최적의 알고리즘을 구현하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.139-145
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• 2017

최근 이상적인 자연현상으로 인해 돌풍, 태풍 및 쓰나미 등 비상상황이 자주 발생하고 있고, 이로 인해 항내 계류선박은 선체거동을 미리 예측하여 해석하고, 선체거동을 제어하지 못해 계류선박의 계류시스템이 손상되면 해양사고가 발생할 수 있다. 따라서 계류시스템의 손상이 예상되는 경우 정량적 판단에 의해 항내 계류할 것인지 아니면 항외로 피항할 것인지 결정할 필요가 있다. 본 연구에서는 외력에 의한 계류선박의 거동해석 및 계류시스템 제어를 위해 대학내 전용 부두에 계류중인 실습선을 대상으로 계류안전성을 평가하였다. 계류삭의 최대장력을 분석한 결과, 파주기 12초 및 15초인 경우에는 대부분 허용강도(S.W.L)를 초과하는 것으로 분석되었다. 계선주에 작용하는 최대견인력을 분석한 결과, 해당 위치에 설치된 지 노후화된 소형 계선주에 다수의 계류삭을 체결함으로서 모든 평가 Case에서 계선주 허용규격인 35톤을 초과하는 것으로 분석되었다. 선체동요 및 하역안전성 평가결과 파주기 12초 이상 및 풍속 25노트 조건에서는 Surge 운동의 한계값인 3.0미터를 초과하는 것으로 분석되었다. 그 결과를 토대로 계류시스템 제어를 위한 판단기준이 되는 풍속, 파고 및 파주기 등의 주요 외력조건별 고위험, 위험 및 보통 위험 등 3단계의 리스크 매트릭스(Risk Matrix)를 작성하여, 계류시스템 제어를 위한 판단기준이 되는 위기관리 대응매뉴얼로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.169-174
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• 2004

항만의 계획 및 개발단계에서 중요한 요소 중 하나는 항로의 설계이다. 수심이 확보되어 있는 수역이라면 항로의 설계에서 가장 핵심이 되는 요소는 항로의 배치와 항로폭의 결정이 될 것이다. 본 연구에서는 가변범퍼영역모델을 이용하여 항로를 설계하고 평가하는 것이다. 이 기법에서는 가변범퍼영역을 이용하여 선박의 주요치수, 선박점용이론, 선박의 속력, 선박지휘자의 조선기술과 경험 등을 고려할 수 있으며, 특히 선박에 작용하여 선박의 운동 및 조종특성에 영향을 미치는 모든 외력을 고려할 수 있다. 이를 위해 선박조종자의 선박제어와 외력 등에 의한 선박의 동적데이터를 분석하기 위해 전기능선박조종시뮬레이터를 이용하였다. 이 기법에서는 항로의 적정성과 안전성을 평가하기 위해 점용지수를 이용한다. 항로설계기법을 울산신항개발계획에 적용하였다. 이 계획에서는 항로의 폭은 전장의 1.5배, 만곡부의 곡률반경은 전장의 5.0배로 설계되었으며, 항로부근에는 SBM이 위치하고 있다. 대상선박에 대해서는 항로의 폭과 곡률반경이 적절하지만, 대각도 변침과 항로부근에 위치한 SBM에 의해 선박 조선상의 어려움이 야기되는 것으로 분석되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권1호
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• pp.9-15
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• 2005

항만의 계획 및 개발단계에서 중요한 요소 중 하나는 항로의 설계이다. 대부분의 경우 수심이 확보되어 있는 수역이라면 항로의 설계의 핵심은 항로의 배치와 항로폭의 결정이 될 것이다. 본 연구에서는 가변범퍼영역모델을 이용하여 항로를 설계하고 평가한다 이 모델은 선박의 주요명세, 선박점용이론, 선박의 속력, 선박지휘자의 조선기술과 경험을 항로설계에 반영할 수 있으며, 특히 선박의 운동 및 조종특성에 영향을 주는 외력을 정확하게 반영할 수 있다. 이를 위해 선박조종자의 선박제어와 외력 등에 의해 생성되는 선박의 동적데이터를 분석하기 위해 전기능선박조종시뮬레이터를 이용하였으며, 항로의 적정성과 안전성을 평가하기 위해 점용도와 점용지수를 정의한다. 개발된 항로설계기법을 울산신항개발계획에 적용하였다. 이 계획에서 항로의 폭은 전장의 1.5배 중심교각 57도인 만곡부의 곡률반경은 전장의 5.0배로 설계하였으며, 항로부근에는 SBM이 위치하고 있다. 모델의 적용결과 항로의 폭과 곡률반경은 적절하지만, 대각도 변침과 항로부근에 위치한 SBM에 의해 선박조선상의 어려움이 야기되는 것으로 분석되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권8호
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• pp.629-634
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• 2010

세계 컨테이너 물동량의 증가와 컨테이너선의 대형화로 인해 선박과 수심이 얕은 항구 및 부두를 연결하는 새로운 개념의 해상 운송 수단이 요구되어 왔다. 본 연구에서는 모바일하버 선형과 함께, Azipod 추진기 및 선수 스러스터(Bow thruster) 등으로 구성된 모바일하버의 조종수학모델을 구축하였다. 그리고 선체 유체력 및 Azipod 추력 등을 평가 적용하여 조종운동 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 모바일 하버의 조종운동 시뮬레이션에 의한 선회성능과 조종제어범위를 사전에 예측할 수 있었다. 또한, 모바일하버의 직진 시험 및 선회성능 시험에 있어 양호한 결과를 얻었으며, 접안 시 Azipod 추진기와 선수 스러스터를 이용한 최적의 조종운동 시뮬레이션을 확립하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권1호
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• pp.29-37
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• 2014

본 논문에서는 무어링윈치시스템 제어를 위한 제어계 설계법에 대해 고찰하고 있다. 특히 무어링윈치의 동적운전이 로우프에 부가하는 급격한 부하변동을 억제함으로써 로우프 피로하중을 감소시키고 선박운동제어에 있어서의 바람직한 제어성능을 달성할 수 있도록 하는 제어기 설계법을 제안하고 있다. 최적제어이론에 기반하여, 평가함수에 주어지는 중량행렬(weighting matrix)에 주파수 특성을 부여함으로써, 고주파 모드가 포함된 제어입력이 불안전한 특성을 여기시키지 않도록 하는 것이 제어기 설계 목표이며, 이것은 곧 로우프에 급격한 부하변동을 발생시키지 않게 되는 결과를 얻게 된다. 설계된 제어기는 저차이면서도 외란에 대한 강인성 뿐 만 아니라 제어성능 또한 보장하는 유용한 기법이며 시뮬레이션 및 실험을 통해 그 유효성을 검증하고 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권10호
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• pp.771-776
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• 2008

선박에서 제어판의 역할은 운동을 제어하는데 목적이 있으며 이는 곧 조종성능을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 플랩타의 성능평가를 위하여 $Re=3.0{\times}10^4$에서 영각에 대응하는 플랩각에 따른 속도 및 에너지 분포를 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 비교 분석하였다. 또한 영각 10도와 20도에서 전통적인 단동타의 유동특성과 비교하여 플랩타의 성능특성을 평가하였다. 영각 10도에서는 양력, 영각 20도에서는 항력에 의한 측압력을 향상시킬 수 있었다. 영각 10도에서 플랩조작만으로 박리점과 경계층영역의 변화가 가능하였다.