• 대한조선학회논문집
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• 제47권6호
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• pp.782-786
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• 2010

Thrust deduction related to the prediction of power performance of a ship is rather resistance increase, and as a preliminary study for it forces upon a circular cylinder in a uniform flow of ideal fluid due to singularities located behind it are investigated. The circle theorem is used to get the complex velocity potential for the flow field under consideration, and the Blasius theorem is applied to obtain forces upon the circular cylinder. As singularities sinks, point vortices and dipoles and their combinations are treated. $\varepsilon$, standing for the strength of a singularity, and $\delta$, representing the distance between the cylinder and the singularity, are important small parameters for the resistance and lateral forces. For sinks or point vortices it is shown that the dimensionless forces upon the cylinder is O($\epsilon$) if $\epsilon$= O($\delta$) is assumed, and the same holds for dipoles if $\epsilon$= O(${\delta}^3$) is supposed. Forces upon the cylinder by a symmetric pair of sinks are greater than a single sink located at the central plane since there is an additional term due to cross effects, and the same is also valid for the case of dipole. Combination of dipole and a point vortex is also considered and a few new aspects are clarified.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권10호
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• pp.869-875
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• 2006

본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형 자유수면 경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상 방향 패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전 저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 건형인 Wigley선형과 Series 60(CB=0.6)선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.47-53
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• 2005

본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형자유수면경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상방향패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 선형인 Wigley선형과 Series 60(C${_B}$=0.6)hull 선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권6호
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• pp.714-725
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• 2003

The theory of the current-type electromagnetic flowmeter for a high temporal resolution was developed for two-phase flow measurements. To predict the output of the current-type flowmeter, the three-dimensional virtual potential distribution C and the newly introduced flow pattern coefficient f were derived and computed. The output of flowmeter depends on the liquid conductivity (sensitive to temperature) and flow configurations of the two-phase flow with the sinusoidal excitation over 100 Hz. The flow pattern coefficient was specially devised to separate the dependency on the flow configuration of the two-phase flow from that on the liquid conductivity which can be expressed with the calibration of single-phase flow. Using the finite difference method, the three-dimensional virtual potential distributions were computed for the electrode of finite size. By taking derivative of the virtual potential, the weight functions were evaluated and compared with existing analytic series solution for the point-electrode. There was a reasonable correspondence between the present and existing results. In addition, the flow pattern coefficients were evaluated for annular flows with various film thicknesses, and compared with the experimental results by the impedance spectroscopy. The numerical results agreed well with the experimental data.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권12호
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• pp.931-939
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• 2013

본 논문에서는 항공기 날개의 개념 설계에서 적용하기에 적합한 양력선 방법을 찾고 정확성과 적용범위를 분석한다. Prandtl의 양력선 이론에서 발전된 두 가지 양력선 방법으로서 얇은 익형의 가정을 갖고 3/4 시위의 제어점에서 속도경계조건을 부여하는 Weissinger방법과 3차원 와류 양력법칙을 적용한 Phillips의 방법을 택하였다. 계산 대상은 타원형 날개, 후퇴각이 있는 날개, 그리고 상반각과 비틀림이 있고 후퇴각 없는 테이퍼 날개이다. 계산을 통해 포텐셜 유동의 공력 데이터로 날개의 순환분포, 내리흐름 분포, 양력과 유도항력을 추출하여 이론식 결과 및 풍동시험 데이터와 비교하였다. Weissinger 방법은 날개의 형상에 상관없이 정확도와 신뢰성 있는 결과를 보여주지만 Phillips 방법은 후퇴각이 있는 날개에서는 부정확한 결과를 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.55-63
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• 1995

본 논문은 경계적분법에 의해 날개끝판이 부착된 프로펠러(EPP)의 성능을 해석하는 방법을 기술하고 있다. 나선 프로펠러 날개와 날개끝판을 사각형 판요소로 치환하고, 균일 세기의 쏘오스와 법선 다이폴을 분포하여 해석한다. 포텐셜을 기저로 하는 정식화 과정을 통해 적분방정식을 구하고, 나선날개와 날개끝판에서 동시에 법선방향 비침투조건을 만족시킴으로써 섭동 속도 포텐셜을 구하였다. Kutta조건은 반복작업을 통해 나선날개와 날개끝판의 뒷날에서 압력점프가 없어지도록 함으로써 만족시켰다. 예제계산을 통하여 날개끝판이 나선날개의 날개끝 부근의 하중을 증가시킴을 보였고, 동시에 날개끝판의 뒷날에 걸쳐 후연 보오텍스를 분산시킴으로써 강력한 날개끝 보오텍스의 형성을 피할 수 있음을 확인하였다. EPP의 성능을 추정한 결과는 실험결과와 좋은 일치를 보인다. 에너지절약 추진장치로 채택될 수 있는 EPP의 설계 및 해석을 위하여 본 연구에서 확립된 방법이 적용가능하리라 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제61권3호
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• pp.170-184
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• 2024

With the advancement of autonomous navigation technology in maritime domain, there is an active research on swarming Unmanned Surface Vehicles (USVs) that can fulfill missions with low cost and high efficiency. In this study, we propose a formation control algorithm that maintains a certain shape when multiple unmanned surface vehicles operate in a swarm. In the case of swarming, individual USVs need to be able to accurately follow the target state and avoid collisions with obstacles or other vessels in the swarm. In order to generate guidance commands for swarm formation control, the potential field method has been a major focus of swarm control research, but the method using the potential field only uses the position information of obstacles or other ships, so it cannot effectively respond to moving targets and obstacles. In situations such as the formation change of a swarm of ships, the formation control is performed in a dense environment, so the position and velocity information of the target and nearby obstacles must be considered to effectively change the formation. In order to overcome these limitations, this paper applies a method that considers relative velocity to the potential field-based guidance law to improve target following and collision avoidance performance. Considering the relative velocity of the moving target, the potential field for nearby obstacles is newly defined by utilizing the concept of Velocity Obstacle (VO), and the effectiveness and efficiency of the proposed method is verified through swarm control simulation, and swarm control experiments using a small scaled unmanned surface vehicle platform.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.40-53
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• 1996

해저 원유개발이 점차 심해역으로 옮겨감에 따라 부유식 생산시스템이 자켓과 해저파이프라인으로 구성된 종래의 시스템을 대체하고 있다. 계류부유체의 해상에서의 거동은 계류계로 인한 저주파수 파강제력과의 공진에 의해 커질 수 있다. 대진폭 전후동요를 정확하게 추정하기 위해 감쇠계수를 알아야 하며, 감쇠력중에서 표류감쇠가 주요 성분으로 알려져 있다. 본 논문에서는 부유구조물의 전진속도가 작다는 가정아래 표류감쇠를 구하는 근사적인 방법을 채택하였다. Green함수와 속도 포텐셜을 Brard수 ${\tau}$에 관해 점근전개하여 1차항까지 취한 다음 동유체력 및 1차항 파강제력은 전진속도가 없는 경우와 같은 방법으로 구한다. 평균표류력의 전진속도에 대한 변화율로 표류감쇠를 구하였다. 계산방법의 유용성을 검증하기 위하여 선수파에서의 Series 60(Cb=0.7)선형과 Esso-Osaka유조선에 대한 표류력을 계산하여 다른 계산결과와 비교하였다. 선수사파에서의 효과를 고찰하기 위하여 작은 편류각에 대한 계산을 하여 표류감쇠를 추정하였다. 계산결과와 비교하기 위하여 실험을 하였으며 이들은 비교적 잘 일치하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권1호
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• pp.57-62
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• 1990

본 논문에서는 표면장력 효과를 포함한 선형포텐셜이론을 이용하여 전진하며 동요하는 2차원 소오스에 의하여 발생되는 자유표면파를 해석하였다. 속도를 U, 진동수를 $\omega$ 그리고 중력가속도를 g라 할 때, ${\tau}=U{\omega}/g$로 정의된 무차원 진동수가 임계치 1/4보다 작을 때에는 6개의 파성분이 나타남을 보였다. 이 중에서 특히 2개의 파성분은 표면장력의 영향을 지배적으로 받아 소오스 앞면에 발생하는 데, 그중 하나는 전진속도 방향으로 다른 하나는 반대방향으로 매우 느리게 전파한다. 동요수가 작을 경우에는 표면장력의 영향이 약해지며 임계치 1/4보다 조금 큰 진동수에서 공진이 발생한다. 그러나 동요수가 클 때에는 (${\upsilon}={\omega}^2/g>20$) 표면장력효과가 크게 작용하여 발생파의 진폭이 감소하며 분산되어 임계치에서의 공진현상이 사라진다. 한편 전진속도가 표면장력파의 최소위상속도인 0.232m/sec일 때어는 해가 존재하지 않는다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.91-99
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• 1997

This paper presents theoretical formulations and numerical computations for predicting first-and second-order hydrodynamic force on a ship advvancing in waves. The theoretical formulation leads to linearized radiation and diffration problems solving the three-dimensional Green function integral equations over the mean wetted body surface. Green function representing a translating and pulsating source potantial for infinite water depth is used. In order to solve integral equations for three dimentional flows using Green function efficiently, the Hoff's method is adopted for numerical calculation of the Green function. Based on the first-order solution, the mean seconder-order forces and moments are obtained by directly integrating second-order pressure over the mean wetted body surface. The calculated items are carried out for analyzing the seakeeping characteristics of Series 60. The calculated items are hydrodynamic coefficients, wave exciting forces, frequency response functions and addd resistance in waves.