• 대한조선학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.503-509
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• 2014

This paper describes the time-domain numerical method for prediction of slamming loads on a ship in waves using the strip theory. The slamming loads was calculated considering the relative vertical velocity between the instantaneous ship motion and wave elevation. For applying the slamming force on a ship section, the momentum slamming theory and the empirical formula-based bottom slamming force were used corresponding to the vertical location of wetted body surface. Using the developed method, the vertical bending moments, relative vertical velocities, and impact forces of S175 containership were compared in the time series for various section locations and wave conditions.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.81-88
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• 2000

Unlike structures in the air, the vibration analysis of a submerged or floating structure such as offshore structures or ships is possible only when the fluid-structure interaction is understood, as the whole or part of the structure is in contact with water. Specially, the importance of the added mass is not necessary to say like the submerged vehicle, all of the hull body, is positioned in the water. This paper introduce two method to find natural frequency in consideration of fluid-structure modal coupled vibration analysis. The purpose of this study is to analyze of the vibration characteristic of submerged vehicle to obtain the anti-vibration design data, which could be used in the preliminary design stage data. Underwater pressure hull of submerged vehicle is used as the model of this study. The F.E.M model is meshed by shell and beam element. Also, considering of the inner hull weight, mass element is distributed in the direction of hull length. Numerical calculations are accomplished using the commercial B.E.M code. The characteristics of natural frequency(eigenvalues), mode shape(eigenvectors) and frequency-displacement response are analyzed. The results of this study will be used as the useful design data in preliminary anti-vibration design stage.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1986년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 17-18 Oct. 1986
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• pp.503-505
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• 1986

주어진 제어대상 모델에 대하여 제어기를 구성하여 실제로 적용하는 경우 모델의 불일치, 모델링에서 고려하지 않은 외란(disturbance), 측정잡음등에 의하여 성능이 설계시와 달라진다. 실제적용에서도 성능을 계속 유지하기 위하여 제어기는 안정성, 계수변화(parameter variation)에 대한 강인성(robustness), 외란상쇄(disturbance rejection) 및 측정잡음에 둔감함등의 특성을 가져야 한다. 귀환(feedback)을 사용하여 제어기를 구성하는 경우 위의 모든 조건을 만족 시킬 수 없으므로 제어목적에 따라 적당한 조건을 선정하여 중요한 특성을 주로 갖게 한다. 본 논문에서는 쌍동선(small waterplane area twin hull ship-SWATHS)에 대하여 PID, LQ, LQG 제어기를 구성하여 안정성, 계수 변화에 대한 강인성, 외란 상쇄 및 측정잡음의 영향을 비교하였다. 쌍동선의 경우 다른 단동선(mono hull ship)에 비하여 접수면(waterplane)이 적으므로 무게증변을 흡수할 수 있는 복원력이 약하여 적은 외력에도 상하동요(heave)와 종동요(pitch)가 심하게 일어난다. 이러한 동요를 줄이는 것이 쌍동선의 제어목적이다. 본 연구에서는 먼저 선형화된 수직축 운동방정식을 이용하여 선체운동의 모델을 구했으며 중첩의 원리(super-position theorem)에 의하여 주파수 응답의 합으로 파도입력을 모델링 하였으며 제어를 위하여 필요한 측정치는 IMU(Inertial Measurement Unit)에서 제공된다고 가정하였다. 쌍동선의 동요의 원인은 파도, 바람, 조류 등이 있으나 파도에 의한 영향이 가장 크므로 본 논문에서는 파도에 의한 영향만을 고려하였다. 파도는 쌍동선에 외란으로 작용하며 측정할 수 없는 양이므로 PID, LQ 제어에서는 제어모델에 포함되지 않지만 LQG 제어에서는 제어모델에 포함된다. LQG 제어의 경우 제어모델에 파도를 백색잡음으로 가정하고 제어기를 구성한 것 (LQG1)과 2차의 쉐이핑필터(shaping filter)를 사용하여 구성한 것(LQG2)으로 나누었다.

• 전산구조공학
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• 제7권1호
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• pp.91-98
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• 1994

선박, 자동차, 항공기등 수송체 구조해석에 유한요소법이 사용됨에 따라 초기 설계 후 대형 복합구조물의 해석이 ANSYS, NASTRA등의 범용 유한요소 코드에 의해 수행되고 있다. 설계변경을 시도할 때 설계자의 경험과 인지만으로 대형 구조물의 성능변경을 예측하기는 어렵다. 비록 대형 컴퓨터의 사용으로 구조 재해석이 용이하나 정량적 및 이론적 설계수정방향 없이는 인력과 계산시간 소모를 초래하고 때로는 시간 제약으로 충분한 재해석을 못할 수가 있다. 이때 긴요하게 사용될 수 있는 정보는 민감도로서 설계변수 변화에 대한 구조응답 변화를 수치적으로 나타내므로 설계변경에 도움을 줄 수 있다. 본 논문에서 계산된 정확한 민감도는 선체데크구조와 수송체구조물 프레임 강성도를 설계 변수로 하였으며 구조물 진동저감 설계에 사용될 수 있다. 즉 유한요소법에 의한 구조 재해석에 의하지 않고 민감도 값으로 구조 진동변위 증감을 예측할 수 있음이 예제로 보여지고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.93-101
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• 1993

본 논문에서는 최근에 개발된 선박의 스펙트럼 피로해석의 효율적인 방법을 다루었다. 본 연구에서는 Strip Method을 사용하여 운동해석 및 파랑하중을 추정한 결과로부터 응력 스펙트럼을 구하기 위해 단위하중성분에 대한 구조응답으로써 응력영향계수의 개념을 도입하였고 이를 구하기 위해 유한요소법을 적용하였다. 이와 같은 새로운 개념의 스펙트럼 해석방법은 많은 수의 파 주파수와 배의 전진각에 대하여 구조해석을 각각 수행하여야 하는 종래의 방법을 크게 개선한 것으로 본 연구에서는 이 개념을 종합화하여 피로손상을 추정하는 새로운 이론과 알고리즘을 제시하였다.

• 대한조선학회지
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• 제24권1호
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• pp.51-66
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• 1987

In this paper, the authors investigate theoretically the motion and longitudinal strength of ships among waves talking account of the effects of nonlinearities such as the hull shape, bottom emergence, and hydrodynamic impact. Incidentally the ship is treated as an elastic beam in heading wave condition regarding characteristics of slamming and whipping-according to the variation in the range of a quarter length of the ship forward and the increase of the elastic modes up to 4-th vibration mode were investigated by the present theory. Calculations are performed for 97m container ship and its validity is confirmed by a series of model tests. Conclusions obtained are as follows; 1) Acceleration and pressure estimated by the present theory are in good accordance with experiments. 2) The present non-linear theory may be applied for estimating longitudinal bending moment of ships in slamming and whipping conditions. 3) In investigation of the characteristic in response according to shape variation for parts under draft and vow-flare in the range of a quarter length of the ship forward, dynamic responses due to the former were much more conspicuous than those due to the later. 4) In the maximum bending moment, the considering case up to 2-the mode are larger, about $10{\sim}15%$, than that up to 4-th mode.

• 한국해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.19-25
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• 2001

Unlike structures in the air, the vibration analysis of a submerged or floating structure such as offshore structures or ships is possible only when the fluid-structure interaction is understood, as the whole or part of the structure is in contact with water. This paper introduces two methods to find natural frequency in consideration of fluid-structure interaction, direct coupled vibration analysis and fluid-structure modal coupled vibration analysis. The purpose of this study is to analyze the vibration characteristic of a submerged vehicle to obtain the anti-vibration design data, which could be used in the preliminary design stage. The underwater pressure hull of submerged vehicle is used as the model of this study. The F.E.M. model is meshed by shell and beam elements. Also, considering the inner hull weight, the mass element is distributed in the direction of hull length. Numerical calculations are accomplished by using the commercial B.E.M. code. The characteristics of natural frequency, mode shape and frequency-displacement response are analyzed.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.1177-1184
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• 2008

URN(underwater radiated noise) is one of the important performances of the battle ship related to the stealth. The main source of the URN is the structure-borne noise on the hull. And the pipe vibration transmitted to the hull is the main source of the structure-borne noise when the speed of the ship is lower than CIS(cavitation inception speed). In this paper, the vibration isolator(rubber mount) for the pipe system is described in order to reduce the structure-borne noise transmitted to the hull. The vibrations on the sea-water conveying pipes and their supports are measured in order to know how much vibration occurs on those positions. Based on these test results, the improved design of the rubber mount is suggested by the parametric study and is verified numerically with the pipe and hull model.

• 한국항만학회지
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• 제6권2호
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• pp.33-42
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• 1992

In this paper we investigate the motion response of a moored ship in the fluid region sheltered by inclined breakwaters. The matched asymptotic expansion technique is employed to analyze the wave fields scattered by the inclined breakwaters. Fluid domain is subdivided into the ocean, entrance and sheltered regions. Unknown coefficients contained in each region can be determined by matching at the intermediate zone between two neighboring regions. The wave field generated by the ship motion can be analyzed in terms of Green's function method. To obtain the velocity jump across the ship associated with the symmetric motion modes, the sheltered region is further divided into near field of the ship and the rest field. The image method is introduced to consider the effect of the pier near the ship. The integral equation for the velocity jump is derived by the flux matching between the inner region and the outer region of a moored ship. Throughout the numerical calculation it is found that the inclined angle width of entrance of breakwaters as well as the location of moored vessel play an important role in the motion response of a moored ship.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.98-106
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• 1995

대형구조물의 국부구조계에는 후판, 선체이중저와 같은 복판팬널 또는 FRP판과 같은 복합적층판에 집중질량, 질량-스프링계 또는 지지스프링 등으로 간주되는 부가제가 추가된 복합제의 진동해석을 수행하여야 되는 경우가 않다. 본 연구에서는 팬널의 receptance와 부가계의 receptance를 합성하여 복합제의 고유진동특성 및 강제진동응답을 효과적으로 얻을 수 있는 receptance 방법의 적용을 제시한다. 상기 팬널들은 전단변형 및 회전관성효과가 매우 크고 대부분 직교이방성 강성을 갖기 때문에 직교이방성 Mindlin판유추 구조계로 간주하였으며, Mindlin판유추 구조계의 receptance를 구하기 위해 assumed mode-Lagrange 운동방정식 원용에 의해 구하는 방법을 정식화하였다. 이때 진동파형은 Timoshenko 보함수 또는 이의 성질을 갖는 다항식을 사용하였다. 등방성후판 및 실선 이중저의 1/8축적 모델을 대상으로 일련의 수치계산을 수행하여 본연구에서 제시한 방법의 타당성을 보였다.