• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.38-47
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• 1992

본 연구에서는 항만내 파도응답과 항만안에 계류된 선박의 운동응답을 선형포텐셜이론으로 해석하고 모형시험을 수행하여 항만공진문제의 물리적 특성과 항만내 계류된 선박의 운동특성을 밝혔다. 유체영역을 해양과 항만영역으로 나누어 각 영역에서 경계치문제를 독립적으로 푼 다음, 두 영역의 해를 항만입구에서 정합하여 미지수를 구함으로써 선박에 입사하는 항만내 파도응답을 유도하였다. 선박에 작용하는 파기진력을 계산하고 선체운동에 따르는 동유체력을 해석하였다 얻어진 유체력을 이용하여 운동방정식을 풀어 선박의 운동변위를 구하였다. 사각형 항만안에 계류된 선박의 운동응답에 대한 실험을 수행한 결과 계산치와 실험치는 정성적으로 서로 비슷한 경향을 보이나 정량적으로 차이를 보이고 있음을 확인하였다. 여기서는 우선 선체운동중 대칭운동(전후동요-수직동요-종동요)만을 취급하였다. 비대칭운동(좌우동요-횡동요-선수동요)과 실험결과는 다음 기회에 발표할 예정이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.41-46
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• 2001

최근에 선박이 대형화되는 추세에 힘입어 조선소는 광폭천흘수선, 초대형 원유운반선 및 초대형 컨테이너선 등을 건조하고 있다. 이와 같은 선박은 상대적으로 다른 선박에 비해 강성이 작기 때문에 파랑 중에서 유탄성 운동을 하게 되고, 입사하는 파고가 작은 경우에도 선체의 2절 모드의 진동에 의해 선체의 갑판이 피로 파괴되는 경우가 종종 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 전진하는 선박의 유체 압력을 계산하기 위해 적분방정식은 3차원 소오스 분포법을 사용하고, 그린함수는 전진하면서 동요하는 형태를 이용하였다. 방사문제는 선박을 여러 개의 단면으로 나누어 단면간의 간섭효과를 고려하여 heave 및 pitch 강제동요와 관련된 부가질량 및 조파 감쇠계수를 계산하였고, 파강제력은 각 단면에서 선행해에 의한 힘만 고려하였다. 선박의 각 단면의 수직운동은 선박에 대한 운동방정식을 이용하고 강성행렬은 오일러 보 이론에 의해 산정되었다. 계산은 Esso-Osaka 선박을 모델로 도입하여 입사하는 파도의 주파수가 변함에 따른 선박의 각 단면에 대한 운동, 굽힘 모우멘트를 계산하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.47-58
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• 1994

본 논문에서는 천수역에 위치한 선박의 선형(線形) 조종성 계수를 추정하기 위한 이론적인 해석법에 대한 연구가 수행되었다. 세장체 이론을 사용하여 선체 주위의 유동을 모델화하였으며, 이로부터 물체 근처의 내부 유체 영역에서의 횡방향 유속에 대한 적 미분 방정식을 유도하였다. 이의 수치해법에 관하여 자세히 기술하였고, 특정 경우에 대한 이론해와 계산 결과를 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 이 적 미분 방정식의 해를 이용하여 선체의 선형(線形) 조종성 계수를 추정할 수 있다. Mariner. Series 60, Wigley 선형에 대한 계산을 수행하였으며, 기존의 실험 결과와 비교하여 보았다. 조종 운동을 하고 있는 선체 주위의 복잡한 유동을 모델화하는 과정중에 포함된 여러 가지 가정에도 불구하고, 계산 결과는 실험 결과와 정성적, 정량적으로 잘 일치하며, 선박의 초기 설계 단계시 수심에 따른 기본적인 조종성 변화를 추정할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.152-172
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• 1992

대파고 파랑중을 항해하는 선박은 큰 선체 운동으로 인하여 수면하 단면 형상이 시시각각 크게 변하므로 자유 표면 조건, 물체 표면 조건의 비선형성에 의한 비선형 유체력의 영향이 무시될 수 없게 된다. 경우에 따라서는 선저가 파면으로부터 충격력을 받는 슬래밍 현상과 선수가 파도를 뒤집어 쓰는 청파 현상등과 같은 충격적 유체력이 선체에 가해지는 등 복잡한 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 선체를 가변 단면보의 탄성체로 이상화하여 파랑중 선체 거동을 박육 단면보 이론에 의해 정식화하고 파랑 하중으로는 수면하 단면 형상 변화에 따른 비선형 유체력과 momentum slamming이론을 이용한 유체 충격력을 고려하여 대파고 파랑 중 탄성체인 선체의 응답을 추정하는 해석 기법을 개발하여 이를 기존의 실험결과와 비교 그 타당성을 확인하고, 이의 응용으로 본 기법에 의하여 4만톤급 정유 운반선에 적용하여 정면파 및 사파중에서 파고, 파장, 선속을 파라미터로 한 수치 계산을 수행하고 여러가지 파라미터 변화에 대한 선체 구조의 동적 강도 응답 특성을 계통적으로 분석하여 보았다. 본 연구에서 개발된 동적강도 해석법은 대파고 중에서 유체력의 비선형성 및 유체 충격력까지 고려한 해석기법이므로 신구조 방식 선박에 대한 직접 설계법의 확립 뿐만 아니라 슬래밍 등에 의한 선체 절손 사고의 원인 규명에도 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권6호
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• pp.674-682
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• 2003

선박 자율운항시스템(autonomous navigation system)이란 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 주변 상황변화를 예측하고 대처하는 항해 전문가의 능력을 전산화한 것이다. 선박 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어 그리고 이를 통합하는 아키텍처로 구성되어 있다. 운동제어시스템은 선박의 유체학적 특성을 고려하여 해도 상에 원하는 위치로 선박을 이동하기 위해서 추진 및 조타장치를 제어하는 시스템으로 자율운항제어시스템에 필수적인 구성 시스템 중에 하나이다. 본 논문은 운영플랫폼인 가상세계시스템을 기반으로 운영되는 선박자율운항시스템과 운동제어시스템의 연동과 구현에 관한 연구이다. 운동제어시스템은 충돌회피시스템으로부터 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 전달받아 조타 및 추진치로 변환하고 조타장치와 추진장치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서 선박 운동 특성을 수학적으로 모방하는 Oldenburger의 제어 이론에 기반하여 선박운동제어기를 개발하고 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.614-619
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• 2015

본 연구는 자율무인잠수정의 운동성능을 예측하기 위한 동역학모델에 관한 연구이다. 이 모델은 선체의 동역학 상태변수들과 잠수정의 운동을 결정하는 힘들의 항으로 구성되어 있다. 힘에 영향을 주는 항은 유체정역학적 힘, 부가질량에 의한 힘, 유체동역학적 감쇠력, 그리고 양력과 항력으로 구성된다. 이 힘의 항들을 이론식과 유체동역학해석법에 의해 구하였다. 수중운동 시뮬레이션에는 PD제어기를 사용하였다. 또한 유체항력은 수조시험을 통해서 검증하였고, 무인잠수정의 운동성능은 인근 실해역에서의 경유점 추종시험을 통해서 부분적으로 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.412-418
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• 2014

본 연구에서는 선박의 우수한 운항 성능과 쾌적한 승선감의 확보를 위해, 부경대학교 실습선인 가야호를 대상으로 해상상태, 선수각 조건, 선속, 그리고 선내 위치별로 수행된 뱃멀미 발현에 관한 5차에 걸친 설문조사 결과와 선체운동해석법(Strip Method)에 기초한 수치계산을 통해서 얻은 계산결과를 비교, 분석하였다. 이를 통해 많은 수의 학생이 승선하는 실습선의 거주구역 배치에 대한 타당성 검증과 함께 항해 중 멀미도를 낮출 수 있는 침로와 선속의 결정에 도움이 될 것이다. 본 연구에 의하면 해상상태가 거칠수록 전체 멀미비율이 높게 나타났으며, 선내 위치별로는 선체의 중량중심에서 멀리 떨어져 있는 선교와 거주구역에서 수직가속도의 가중치가 높았고 멀미비율도 높게 나타났다. 그리고 선수파에 비해 횡요시 수직가속도의 가중치가 높게 나타났다. 멀미도 조사와 MSI 계산의 비교에서는 운동 수직가속도가 증가하면, 상대적으로 멀미도도 증가하고, 수직가속도가 증가하는 구역과 멀미도 발생구역이 일치하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.64-74
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• 2002

선체 휘핑 해석 전용 프로그램은 모멘텀 슬래밍 이론을 사용하여 비선형 유체충격력을 추정하였으며, Timoshenko 보이론에 기초하여 선체 hull girder를 탄성체로 모델링하고 있다. 개발된 프로그램에 대하여 슬래밍 충격력의 효과, 유탄성해석의 효과 그리고, 선속, 파고, 파장 등 각종 설계 변수가 미치는 효과 등에 관한 검증 계산을 수행하였고, 실제 선박 설계에의 적용 예를 보임으로써 본 프로그램의 설계 활용성을 확인하였다. 본 프로그램은 각종 입출력자료의 GUI 처리 및 선박 운동에 대한 시뮬레이션 제공 등 다양한 기능과 특성을 가지고 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권5호
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• pp.481-486
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• 2013

본 연구에서는 18미터급 쌍동형 선형의 선수벌브 유무에 따른 운동응답특성을 선형 스트립이론에 기초한 상용코드(Seakeeper)를 이용하여 추정하였다. 계산조건으로는 ITTC 파스펙트럼에 기초한 뷰포트 풍력계급 3 ($\bar{T}=2.98s$, $H_{1/3}$ =0.6m), 4 ($\bar{T}=3.85s$, $H_{1/3}$ =1m) 및 5 ($\bar{T}=5.44$, $H_{1/3}$ =2m)의 파스펙트럼을 산출하였고, 조우각은 선수파, 선수사파 및 횡파를 적용하여 종동요의 선체운동응답스펙트럼을 해석하였다. 선수벌브가 적용된 쌍동선 선형은 선수파와 선수사파에서 최대 20%의 종동요 응답이 감소하는 효과를 나타냈다.

• 수산해양기술연구
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• 제27권1호
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• pp.83-90
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• 1991

현존하는 세장선 이론과는 아주 다르게 Kelvin 소오스와 그의 궤적 주위에 대한 점근전개를 행하여 전진 운동을 하는 세장체에 대한 공식을 유도하였다. 여기서 발전된 공식은 기본적으로 Neumann-Kelvin 문제의 Kernel함수에 대한 근사와 동등하게되었다. 경계치 문제는 현저하게 단순화되었으며 해는 선수 끝에서 시작하는 축차적분의 진행 절차에 따라 얻어졌다. 속도장과 압력분포는 2차원 속도 포텐시열의 미분에 의해 간단히 계산될 수 있었다. 이 방법은 비록 컴퓨터의 사용에는 Neumann-Kelvin문제처럼 많은 시간이 필요하게 되더라도 선체 주위의 유동장의 수치해석에 더욱 정확하리라는 가능성을 준다. 전진하는 진동 세장체의 문제에도 같은 방법이 유용하리라는 것을 또한 기대한다.