• Title/Summary/Keyword: 선박 운동방정식

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Simulator Design for Autonomous Ship Control System using Intelligence Techniques (지능형 자율운항제어시스템을 위한 시뮬레이터 구현)

  • 이원호;김창민;김용기
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2001.12a
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    • pp.169-172
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    • 2001
  • 최근 들어 두드러지고 있는 선박 업계의 승조원 승선 기피현상에 따른 항해인력 부족현상을 해결하기 위해 선박의 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 전개되고 있다. 선박운항의 지능화를 이루기 위한 핵심적인 요소는 지능형 자율운항시스템이다. 지능형 자율운항시스템은 선박운항에 있어 항해 계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다 지능형 자율운항시스템은 실제 선박에 장착하여 성능을 검정되어야 하나, 시간과 경제적 측면의 현실적 문제로 인하여 시뮬레이터를 이용하여 테스트되는 추세이다. 년 연구에서는 지능형 자율운항시스템을 테스트하기 위한 선박조종시뮬레이터를 개발하였다. 선박조종시뮬레이터는 선박의 물리적 요소값 및 초기 상태에 대한 입력 값으로 초기화 한 후, 매 순간 자율운항 시스템의 출력 값인 조타 및 추진 제어치를 시간에 기초하여 입력 받는다 선박의 다음 상태는 선박 운동방정식을 모방하여 산출하고, 그 결과를 센서 값으로 변화하여 지능형 자율운항 시스템에 다시 제공한다. 본 연구의 선박조종시뮬레이터에서는 선박의 물리적 및 운항 특성을 모방하기 위해서 선박 운동방정식을 이용한다.

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횡경사를 고려한 선박조종운동의 새로운 수학모델에 관한 연구

  • 손경호;김용민
    • Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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    • 2001.05a
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    • pp.149-166
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    • 2001
  • 작은 메타센터높이를 가진 선박이나 고속선 등의 조종성능은 횡동요(roll) 운동이 미치는 영 향에 대해서 고려되어야 할 것이다. 이러한 조종성능의 추정은 surge-sway-yaw 조종운동 방정식에 횡동요 운동을 추가함으로써 가능하게 된다. 본 연구에서는 선박의 4-자유도 운동에 대한 조종성능 추정기법에 대해서 논하였다. 구체적으로 surge-sway-yaw 조종운동방정식에 추가되는 roll 운동항에 대한 새로운 모델을 제안하였으며, 다른 추정결과값과 비교 ·검토하였다. 그 결과, 새로운 모델을 운동방정식에 추가함으로써 만족스러운 조종성능을 추정할 수 있었다.

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Analysis of Manoeuvrability of a Ship in Waves by 3-Dimensional Panel Method (3차원 파넬방법에 의한 파중 선박의 조종성능 해석)

  • S.P. Ann;K.P. Rhee
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.31 no.4
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    • pp.82-98
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    • 1994
  • A mathematical model for the hydrodynamic forces acting on the ship manoeuvring in waves is formulated and a numerical method for the problem is developed. The motion of a ship, which manoeuvres in waves, may be thought to have two components; one is a high frequency component due to encounter waves, and the other is a low frequency component due to manoeuvring motion. So the method of two time scale expansion is used to divide linear boundary value problem. For the effects of waves on the manoeuvring motion of a ship, only the second order drift forces are considered. The integral equation for the velocity potential is solved by 3 dimensional panel method and hydrodynamic forces are calculated by direct integral method.

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Development and Verification of Simplified Collision Model for Pile Protective Structures (파일형 선박충돌방호공에 대한 간이충돌모델의 개발과 검증)

  • Lee, Gye Hee
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.28 no.1
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    • pp.7-12
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    • 2016
  • In this study, a simplified collision model of pile protective structures against a navigation vessel was proposed and verified. The model of pile protective structure were composed by two plastic hinges at below of cap slab and the inside of ground. A nonlinear equation of motions was developed in consideration of the kinematic energy, potential energy and deformation energy in collision event. The developed simplified model were verified by the precise finite element collision analysis of the vessel and the protective structure.

A Design and Implementation of a Simulation System for Autonomous Navigation of Intelligent Ship (지능형 선박의 자율운항제어를 위한 시뮬레이션 시스템의 설계 및 구현)

  • Lee, Won-Ho;Kim, Chang-Min;Choi, Joong-Lak;Kang, Il-Kweon;Kim, Yong-Gi
    • The KIPS Transactions:PartB
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    • v.10B no.4
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    • pp.403-410
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    • 2003
  • ANS (autonomous navigation system) is an expert system which builds navigation plans, understands the current environment, and controls a surface ship. The most ideal way to test ANS is available after it is installed into a real surface ship. however, it is impossible to implement into a real ship. since it costs too much to develop the hardware interfaces just for testing. The most appropriate way for testing is to develop a simulation system for a surface ship and apply it. A simulation system for a surface ship consists of two sub-systems : one is a ship movement simulation system to imitate the physical movement characteristics of the ship, and the other is an environmental objects simulation system to build up surroundings of the ship. In this paper, we design and develop a surface ship movement simulation system which imitates its physical movement characteristics by using a motion equation for surface ship.

A Simplified Bridge-vessel Collision Model Considering with the Rotational Motions of the Vessel (선체의 회전을 고려한 선박과 교량의 간이충돌모델)

  • Lee, GyeHee
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.2A
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    • pp.43-49
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    • 2011
  • In this study, to analyze the collision behaviors of the bridge super-structure and the vessel which the collision point is located far from its rotation center such as bridge of a vessel and equipments on a barge, the simplified collision model was proposed. The model was configured to denote the mass, stiffness and the nonlinear behaviors of the bridge and the vessel. The nonlinear equation of motions of the proposed model were numerically solved by 4th order Runge-Kutta method. The parametric studies were performed for various collision conditions by the standardized Korean barge vessel in term of barge width, and its effects to the maximum collision load of bridge were analyzed.

바람과 조류가 선박의 변침에 미치는 영향

  • Yu, Yeong-Jun;Lee, Gi-Pyo
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.23-25
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    • 2011
  • 선박이 다른 선박을 회피하거나 항로를 변경하기 위하여 변침을 하는 경우에, 바람과 조류가 선박의 조종운동에 영향을 줄 수 있다. 이러한 영향을 반영하여 변침 계획을 세울 수 있다면, 보다 높은 안전성과 효율성을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 바람과 조류가 선박의 변침에 미치는 영향을 연구하였다. 먼저 바람과 조류의 영향을 고려하여 조종운동방정식을 구성하였으며, 이를 시뮬레이션 하였다. 이후에 변침에 필요한 명령타각의 결정을 위하여 Fuzzy 제어를 적용하였으며, 바람과 조류에 크기에 따라 선박의 제어에 미치는 영향을 분석하였다. 마지막으로 바람과 조류의 영향이 선박의 변침 궤적 및 선박의 속도 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

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칼만필터를 이용한 해양선박의 위치제어에 대한 연구

  • Lee, Ho;Lee, Seung-Geon
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.10a
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    • pp.74-76
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    • 2012
  • 칼만이론 및 Unscented 변환 기반의 Unscented 칼만필터를 이용하여 동적위치제어시스템을 설계하였다. Unscented 칼만필터는 기존의 칼만필터처럼 비선형운동방정식을 선형화 할 필요없이 비선형운동방정식 그대로 사용할수 있다. Unscented 칼만필터를 이용하여 설계한 동적위치제어시스템을 MATLAB SIMULINK프로그램을 이용하여 해양선박에 대해 컴퓨터시뮬레이션을 진행하였다.

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An Analysis of the Springing Phenomenon of a Ship Advancing in Waves (파랑 중에 전진하는 선박에 대한 스프링잉 현상 해석)

  • H.Y. Lee;H. Shin;H.S. Park;J.H. Park
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.38 no.3
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    • pp.41-46
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    • 2001
  • The very large vessels like VLCC and container ship have been built recently and those vessels have smaller structural strength in comparison with the other convectional skips. As a result the fatigue destruction of upper deck occurs a frequently due to the springing phenomenon at the encountering frequencies. In this study, the hydrodynamic loads are calculated by three-dimensional source distribution method with the translating and pulsating Green function. A ship is longitudinally divided into 23 sections and the added mass, damping and hydrodynamic force of each section is calculated. focusing only on the vertical motion. Stiffness matrix is calculated by the Euler beam theory. The calculation is carried out for Esso Osaka.

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Modeling and Simulation of a Ship with Anti-Rolling Devices in Waves (자세제어장비를 장착한 선박의 파랑중 운동 모델링 및 시뮬레이션)

  • 윤현규;이경중;이창민
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.285-290
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    • 2004
  • Wave exciting force and moment generate the motions of a ship in waves. Since ship motion exerts the negative influences on a crew's operability, the safety of cargos, passenger's comfort, etc, the anti-rolling devices may be required to reduce such motion. In this paper, the dynamics of the anti-rolling devices such as passive and active moving weight stabilizer and anti-rolling tank, and fin stabilizer are mathematically modeled. While the effect of the motion of the anti-rolling device on a ship was taken into consideration in roll mode only in the past, the 6 DOF coupled equations of motion between a ship and the anti-rolling devices are constituted. Finally the motion of a ship with anti-rolling devices in waves is simulated through the developed simulation program.

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