• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.489-497
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• 2019

거친 해상 조건에서 운항하는 선박은 파도와의 상대운동으로 인해 슬래밍 하중에 노출된다. 특히 선수가 자유수면으로 입수하는 과정에서 선체부는 일시적으로 큰 슬래밍 충격하중을 받게된다. 일반적으로 대형 컨테이너선박의 경우, 큰 플레어를 가지는 특징이 있으며, 이로 인해 플레어 슬래밍 충격하중으로 인한 구조적 손상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 슬래밍 수치시뮬레이션을 위해 먼저 신뢰할 만한 실험결과와의 비교검증을 수행하였으며, 선수 및 사파에서 선수플레어 슬래밍 하중을 추정하였다. 그 결과 슬래밍 하중이 발생되는 위치는 0.975st이며, 최대 충격 하중은 선수파 조건에서 약 475kPa임을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.613-619
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• 2017

최근의 초대형 컨테이너선들은 점차 거대화되고 있으며, 흘수의 증가로 인한 연안해역 및 항만 등과 같은 저수심 수역에서의 안전항해에 많은 주의가 필요하다. 이러한 저수심 해역을 항행하는 초대형 컨테이너선은 정수중 뿐만 아니라 파랑중에서의 선박 운동 특성을 파악하여야 할 필요가 있다. 저수심 해역에서는 특히 선박의 상하운동에 의한 스쿼트 현상이 안전 항해의 중요한 평가 요소가 될 수 있으며, 수평방향으로 작용하는 파표류력은 선박의 조종성능에 미치는 영향이 매우 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 저수심 해역을 항행하는 초대형 컨테이너선을 대상으로 선박에 수직방향으로 작용하는 파랑강제력과 수평방향으로 작용하는 파표류력에 대하여 전산유체역학에 의한 수치시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과 천수역에서 정수중 전저항 값이 큰 폭으로 증가하고 있는 것을 알 수 있었다. 파랑중 단파장 영역보다는 장파장 영역이 될수록 수심과 관계없이 파표류력은 작아지고 있는 모습을 보여주고 있다. 또한 파랑강제력은 천수역에서 다른 수심의 유체력 값에 비해 상당히 크게 작용하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 선체중앙 부분의 파고는 낮아지고 선미쪽 파고는 더욱 높아지는 현상을 파악할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.139-146
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• 2023

양식장 부표 등과 같은 해상의 소형 장애물을 탐지하고 거리와 방위를 시각화시켜 주는 해상물체탐지시스템은 선체운동으로 인한 오차를 보정하기 위해 3축 짐벌이 장착되어 있지만, 파도 등에 의한 카메라와 해상물체의 상하운동으로 발생하는 거리오차를 보정하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 외부환경에 따른 수면의 움직임으로 발생하는 해상물체탐지시스템의 거리오차를 분석하고, 이를 평균필터와 이동평균필터로 보정하고자 한다. 가우시안 표준정규분포를 따르는 난수를 이미지 좌표에 가감하여 불규칙파에 의한 부표의 상승 또는 하강을 재현하였다. 이미지 좌표의 변화에 따른 계산거리, 평균필터와 이동평균필터를 통한 예측거리 그리고 레이저 거리측정기에 의한 실측거리를 비교하였다. phase 1,2에서 불규칙파에 의한 이미지 좌표의 변화로 오차율이 최대 98.5%로 증가하였지만, 이동평균필터를 사용함으로써 오차율은 16.3%로 감소하였다. 오차보정 능력은 평균필터가 더 좋았지만 거리변화에 반응하지 못하는 한계가 있었다. 따라서 해상물체탐지시스템 거리오차 보정을 위해 이동평균필터를 사용함으로써 실시간 거리변화에 반응하고 오차율을 크게 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.275-282
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• 2020

최근 선박의 전복사고는 무게중심의 부적절한 관리, 기상악화 또는 과도한 조타사용 등으로 인한 선체운동이 발생하면서 화물 또는 중량물이 이동하여 복원력 저하 또는 상실 등이 주된 원인으로 분석되고 있다. 따라서 전복사고를 예방하기 위해서는 위험한 횡경사가 발생하더라도 직립 상태로 되돌아오려는 복원성 확보가 이루어져야 한다. GM은 복원성을 판단하는 중요한 평가요소이며, 항해사는 GM을 복원성 검토에 좋은 척도로 활용한다. 본 연구에서는 5년간 운항 중인 선박으로부터 수집한 복원성 자료를 바탕으로 운항 상태에 따른 선종별 GM을 선박 길이, 폭, 총톤수 등 선박제원으로 분석하였다. 선박 길이에 따른 GM 분포의 특징을 확인하였고, 선박 폭과 GM의 상관분석을 수행한 후 선폭대비 GM의 비율을 산출한 후 과거의 비율과 비교하여 최근 경향을 검토하였다. 또한 선박 대형화 추세를 반영하기 위하여 총톤수(GT)/선폭(B)을 이용하여 GM을 회귀분석하여 선종별 GM 추정을 위한 간이근사식 및 최소 GM을 제안하였다. 연구의 결과는 선박에서 항해사가 안정적인 GM 확보의 검토를 위한 자료로 이용되길 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-8
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• 2004

본 연구의 목적은 항해하고 있는 선박의 항해안전성을 평가할 수 있는 탑재형 내항성능 평가시스템 개발을 위한 각 내항성능 평가요소에 대한 상대위험도 D/B를 구축하고자 한다. 탑재형 내항성능 평가시스템은, 선박에 설치하여 선체 운동에 의해 발생하는 상하방향의 가속도를 측정하는 상하가속도 측정기와, 선박의 항해 안전성을 평가하는 종합내항성능지표를 계산하는 컴퓨터 및 종합내항성능지표를 토대로 내항성능 평가도 및 경과도를 모니터 화상 처리 공간상에 표시되도록 구성되어진다. 본 논문에서는 이중에서 선박의 변환 평가치 및 한계 평가치를 사용하여 파랑 중 선박의 종합적인 항해안전성을 평가하는 종합내향성능지표를 계산하는데 필요한 내항성능 평가 프로그램의 알고리즘에서 중요한 역할을 담당하는 내항성능 평가요소의 상대위험도 D/B를 구축하는 방법을 제시한다. 그리고 모델 선박을 사용하여 구축된 상대위험도 함수가 주어진 화물 적재상태, 해상상태, 파향 및 선속에 대한 해당 조건을 토대로 내항성능 평가 프로그램에서 정확하게 구현될 수 있는지를 검토하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권2호
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• pp.122-138
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• 2001

얕은 수심 위를 전파하는 파가 갑자기 훨씬 깊은 수심을 만나면 더 이상 전파하지 못하고 반사된다는 사실이 잘 알려져 있다. 이러한 현상을 항만에 적용하여 항내 수심을 항회에 비하여 매우 깊게 만들면 항내로 침입하는 파를 수심이 급변하는 지점에서 반사시킴으로써 항만 정온도를 개선할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 우선 완경사방정식 및 확장형 완경사방정식을 사용한 모형들을 입구에 급격한 수심 경사가 있는 직사각형 항만에서의 장주기 부진동에 적용한 결과 두 모형 사이에 차이가 거의 없음을 확인하였다. 이 수치모형을 항내 전체를 준설한 현실감 있는 모형 항만에 적용한 결과 기존 수심의 2배로 준설한 경우에는 저감 효과가 크지 않았으나 3배로 준설한 경우 선체운동에 악영향을 미칠 수 있는 주기 1∼5분의 장주기파를 크게 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 항내 수역의 일부만 준설하는 경우에도 준설된 지역에서 전체 준설의 경우와 비슷한 정도의 효과가 있음을 확인함으로써 이 방법이 항내 장주기파 저감 대책의 하나로 고려될 수 있음을 제시하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권4호
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• pp.257-266
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• 2001

경상대학교 해양과학대학의 실습선 새바다호를 사용하여 통영항 내의 동호만에서 1999년 9월 3~4일 사이에 투묘와 양묘를 포함한 선박의 궤적을 PATK-GPS 선간거리계측 시스템을 이용하여 위치와 거리 및 상대방위를 측정하고, 그 측위 정도의 유효성과 묘박의 실시간 가능성에 대하여 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 투묘 후 묘가 브로트업 앵커가 될 때까지의 시간은 4분이 소요되었고, 완전한 묘박 상태로 되어 선박의 궤적이 나타나기 시작하는데 요하는 시간은 10분 정도였다. 2. 묘박중 선체는 묘를 중심으로 하여 8자형의 요동운동을 나타내었다. 3. 측정 전체 시간대의 평균 묘박위치는 투묘위치로부터 북으로 49m, 동으로 89m로 편향되었다. 4. 선박의 궤적은 묘를 중심으로 하여 상태방위 $186.1^\circ$에서 $194.2^\circ$까지의 $8.1^\circ$ 폭 사이를 장반경 63m, 단반경 53m의 거리로 타원형에 가까운 궤적을 그리고, 반시계 방향으로 이동하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 5. 선위의 분포 빈도가 가장 높은 것은 상대방위 $187^\circ$, 거리 558m 지점이었고, 가장 낮은 점은 상대방위 $194^\circ$, 거리 556m의 지점이었다. 6. PRTK-GPS는 거리와 방위를 동시에 측정할 수 있으므로 선박의 묘박에 요구되는 적정한 면적과 주묘의 상태를 연속적으로 정밀하게 파악할 수 있으므로 묘박의 감시에 매우 적절한 시스템이라 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.365-372
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• 2017

부유체의 횡동요는 승조원의 피로를 누적시키고, 심지어 구조물 전체를 전복시키기까지 하고, 또 선체에 반복적인 외력을 가하는 등 부유체의 안정성과 구조물의 안전에 심대한 영향을 끼친다. 그래서 거의 모든 선박의 경우에는 빌지킬을 설치하여 횡동요를 감소시키고 있고, 특수한 경우에는 안티롤링 탱크나 핀 스태빌라이저나 자이로스코프 등을 설치하여 횡동요를 줄이고 있다. 그러나 안티롤링 탱크는 설치하는데 용적을 많이 차지하고, 핀 스태빌라이저나 자이로스코프는 설치비와 유지 관리비가 많이 든다. 저자들은 안티롤링진자를 이용한 부유체의 롤링저감에 대한 연구를 하여 실험과 Runge-Kutta 해석에 의하여 그 유효성을 보인 바 있다. 여기에서는 선박에 안티 롤링 진자를 설치한 모델을 2자유도 점성감쇠계로 선형화하여 시스템을 해석하고 실험과 비교하여 수학 모델의 정당성을 보이고, 수학 모델의 정당성을 바탕으로 최적의 안티 롤링 진자를 제안한다. 7.7kg의 모형선의 경우 모형선 질량의 0.26%인 20g의 안티롤링 진자가 가장 효율이 좋음을 보였다. 또 안티 롤링 진자의 질량이 다른 몇 가지 경우에 대하여서 자유 롤링 실험을 하여 안티 롤링 진자의 유효성을 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.930-938
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• 2018

잠수함에서 발생하는 수중방사소음은 적함의 소나에 의해 피탐될 확률과 직결되며, 잠수함 저소음화 방안은 생존성 향상을 위해 필수적이다. 최신 잠수함의 경우 기계류 소음저감 및 고속/대형화가 진행됨에 따라 선체 주위에 발생하는 유동소음에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 자유수면의 효과를 고려하여 잠수함 형상 주위에 발생하는 유동소음 수준을 예측할 수 있는 소음해석기법을 개발하였다. 잠수함이 자유수면 근처 운항시에 잠수함 주위 유동장의 교란에 의해 발생하는 난류유동소음과 쇄파버블에 의한 소음이 발생한다. 먼저 잠수함 주위 유동장 해석을 위해, VOF법 기반의 비압축성 이상유동(two-phase flow)해석을 수행하여 잠수함 주위 자유수면 형상과 유동장 정보를 도출하였다. 이후 난류유동소음해석을 위해 음향상사기법인 Permeable FW-H를 적용하였고, 쇄파버블 소음해석을 위해 유동해석에서 도출된 난류운동에너지 분포결과를 기반으로 쇄파버블 소음모델을 적용하였다. 최종적으로 개발된 유동소음 해석기법은 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 잠수함 모형 유동소음계측 실험결과와 비교를 통해 검증을 수행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.445-455
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• 2023

IPCC에서 발표한 제6차 기후변화 보고서에 따르면 지구온난화에 따른 해수면 상승이 가속화되고 있으며, 2100년 예상 해수면 상승은 저탄소 시나리오(SSP 1~2.6)에서는 47cm, 고탄소 시나리오(SSP 5~8.5)에서는 82cm로 분석되었다. 해수면 상승은 항만 인프라에 심각한 피해를 입히고, 항만 내에 정박 중인 선박의 계류안전성을 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 해수면 상승시 부두에 계류한 선박의 계류안전성 향상 방안을 도출하기 위해 만조시 침수 피해가 잦은 목포항을 선정하여 해수면 상승 시나리오에 따른 실제 접안 선박에 대한 계류 평가 요소의 민감도를 분석하였다. 분석 결과, 해수면이 상승함에 따라 동일한 환경조건에서 계류라인 장력, 계선주 하중, 계류라인 수직각도, 선체 6자유도 운동값이 대체로 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, 마루높이가 상향되면 모든 계류 평가 요소의 값이 대체로 감소하여 선박 및 부두의 안전성 향상에 유리한 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 목포항 해수면 상승에 따른 항만 및 선박의 안전성 향상 방안을 확보하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.