• 제목/요약/키워드: 수중 운동체

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광 케이블 풀림 거동의 실험적 검증 및 고속 풀림 거동 예측 (Experimental Verification of Unwinding Behavior of Fiber-Optic Cable and Prediction of High-Speed Unwinding)

  • 김건우;이재욱;김형렬;유완석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권3호
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    • pp.243-250
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    • 2014
  • 유도체의 발사로 인해 스풀로부터 풀리는 광 케이블은 모함과의 통신을 통해 작전 수행 능력을 향상시키는 역할을 한다. 일반적으로 광 케이블의 풀림은 거동의 안정성 확보 및 풀림 불량 방지를 위하여 수중에서 진행된다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통해 스풀로부터 풀리는 광 케이블의 거동특성을 확보하고 이를 풀림 거동 해석 결과와 비교함으로써 해석의 신뢰성을 검증한다. 실험 장치의 구성은 수조와 감김 장치로 구성되며, 고속카메라를 통해 케이블의 풀림 거동을 촬영하였다. 해석결과를 제시하기 위한 과도 상태 운동 방정식은 직교 좌표계를 사용하여 정의한 뒤, 실험 결과와의 비교를 통해 해석 결과의 타당성을 검증하였으며, 풀림 속도의 증가에 따른 풀림 거동을 예측하였다.

소결 메쉬를 이용한 원통형 수중운동체 항력 감소 연구 (A Study on Drag Reduction of Cylindrical Underwater Body Using Sintered Mesh)

  • 정철민;백부근;김경열;정영래
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.195-203
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    • 2018
  • Among the techniques of reducing the drag to increase the speed of underwater moving bodies, we studied on the drag reduction method by gas injection. Researches on gas injection method have been paid much attention to reduce the drag of vessels or pipe inner walls. In this study, we used a sintered metal mesh that can uniformly distribute fine bubbles by gas injection method, and applied it to a cylindrical underwater moving body. Using the KRISO medium-sized cavitation tunnel, we measured both the bubble size on the surface of the sintered mesh and the bubble distribution in the boundary layer. Then, drag reduction tests were performed on the cylinder type underwater moving models with cylindrical or round type tail shape. Experiments were carried out based on the presence or absence of tail jet injection. In the experiments, we changed the gas injection amount using the sintered mesh gas injector, and changed flow rate accordingly. As a result of the test, we observed increased bubbles around the body and confirmed the drag reduction as air injection flow rate increased.

입자부상 동축 분사기에서 입자로딩비가 유동 특성과 입자분포에 미치는 영향에 대한 연구 (Effect of Particle Loading Ratio on Fluid Characteristics and Particle Distribution in Particle-laden Coaxial Jet)

  • 윤정수;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.9-19
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    • 2015
  • 초공동 수중운동체의 연료 및 산화제 분사기 설계를 위한 동축형 분사기를 이용한 입자 부상유동의 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 입자와 유동의 특성을 계측하기 위하여 $1{\mu}m$$42{\mu}m$의 입자를 동시에 분사하였다. 작은 입자($1{\mu}m$)와 큰 입자($42{\mu}m$)는 각각 유동장와 연료의 특성을 대표한다. 작은 입자는 PIV 기법을 사용하고 큰 입자는 PTV 기법을 통하여 속도장을 측정하였다. 이를 통하여 입자의 로딩비가 증가 할수록 유동의 축방향 속도 변화가 크다는 것을 알 수 있었고, 입자 분포는 높은 와도를 지니는 혼합영역 바깥 부분에 주로 분포한다는 것을 알 수 있다.

주파수-파수 스펙트럼과 라돈변환을 이용한 희소 배열 기반 방위추정 기법 연구 (Direction finding based on Radon transform in frequency-wavenumber domain with a sparse array)

  • 최용화;김동현;김재수
    • 한국음향학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.168-176
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    • 2019
  • 배열의 설계주파수보다 높은 주파수의 표적신호가 수신되는 경우 공간 에일리어싱에 의해 빔형성에 모호성이 발생한다. 이를 극복하기 위해 Abadi가 차주파수 빔형성 기법을 제안하였다. 하지만 차주파수 빔형성 기법은 차주파수의 값에 따라 최소한의 대역폭이 필요한 제약조건이 있다. 본 논문에서는 주파수-파수 스펙트럼의 특성과 라돈변환을 이용하여 공간 에일리어싱이 발생하는 표적신호의 방위를 추정하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 대역을 가지는 신호의 주파수 대역 내에서 방위추정의 모호성은 발생하지 않고, 표적의 방위를 추정할 수 있다. 하지만 대역을 가지는 신호에만 적용이 가능한 제약조건이 있다. 광대역 신호에 대해 시뮬레이션을 수행하여 알고리즘을 구현하고, 이를 SAVEX15 (Shallow Water Acoustic Variability EXperiment 2015)의 딱총새우 소음신호를 이용하여 차주파수 빔형성 기법의 결과와 비교 검증하였다.

수중운동체의 강제동요시험 및 포텐셜 계산에 의한 부가질량 추정 (Added Mass of Submerged Bodies Obtained by Forced Oscillation Tests and Numerical Calculations of Potential Flow)

  • 김동진;이경중;권창섭;김연규;박진영;전봉환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제59권4호
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    • pp.214-224
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    • 2022
  • It is necessary to estimate manoeuvring characteristics of submerged bodies at the design stage in order to ensure the safe operations. In this study, added mass coefficients in the mathematical model of submerged bodies are estimated by captive model tests and numerical calculations. Two kinds of models, MARIN 'BB2'submarine model and AUV (Autonomous unmanned vehicle) model are utilized in the forced oscillation tests. Compared to BB2 submarine, AUV with cylindrical type hull form shows relatively small added masses in roll, pitch, and yaw directions. Next, numerical calculations based on potential theory are performed under the assumption that viscous effects on inertia forces are negligible. Added masses obtained by numerical calculations are in good agreements with forced oscillation test results. And if slow manoeuvres of submerged bodies are presumed, some of velocity coupled terms can be approximated by combinations of added mass coefficients.

분사가스 온도에 따른 수중운동체 주위 초공동 특성 분석을 위한 수치해석 (Numerical Analysis for Supercavitation Characteristics around Underwater Vehicle according to Ventilated Gas Temperature)

  • 황현성;박원규;김동현;김동현
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.487-500
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    • 2022
  • Supercavitation is a phenomenon in which the cavity covers the entire underwater vehicle. The purpose of this paper is to compare and analyze the thermal effect on the cavity characteristics by changing the ventilated gas temperature through computational analysis. For this study, a homogeneous mixture model based on the 3D Navier-Stokes equation was used. As a phase change model, it is its own code considering both pressure change and temperature change. A dimensionless number Tm was presented to analyze the numerical results, and as the Tm increased, the cavity length increased by about 3.6 times and the cavity width by about 3.3 times at 393.15 K compared to room temperature. Analyzing these thermal effects, it was confirmed that rapid heat exchange and heat transfer between the gas phase and the liquid phase occurred at the location where the ventilated gas was sprayed, affecting the cavity characteristics. In addition, it can be confirmed that the initial cavity surface becomes unstable as the ventilated gas temperature increases, and it can be confirmed based on the numerical analysis results that the critical temperature at which the cavity surface becomes unstable is 373.15 K.

거리 종속 환경에서의 배열 불변성 기반 거리추정과 상응 거리와의 관계 (The relationship between the array invariant-based ranging and the effective range in a weakly range-dependent environment)

  • 김동현;변기훈;김대환;김재수
    • 한국음향학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.455-465
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    • 2024
  • 천해역에서 효과적인 거리추정 방법으로 알려진 배열 불변성은 도파관 불변성으로 요약될 수 있는 이상적인 도파관 내에서의 광대역 확산 특징을 기반으로 개발되었으며, 배열 기울기가 존재하는 상황에서도 배열 기울기와 거리를 동시에 추정할 정도로 강인하다. 최근에는 도파관 불변성의 각도 종속성을 완전히 고려할 수 있도록 확장되었다. 하지만, 거리-종속 환경에 대해 거리-독립 환경의 배열 불변성 기법을 적용한다면, 해저 지형 오정합에 의해 거리추정오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 거리추정 오차를 상응 거리 개념을 도입하여 해석하고자 한다. 거리-종속 환경에서의 수치 시뮬레이션 수행과 해상 실험 데이터를 통해 거리추정의 오차와 상응 거리 사이의 관계를 입증하였다.

어류 초기 자어의 로티퍼 최초 섭이 일령과 포식수 분석을 위한 새로운 관찰 및 계수법

  • 정민민;민광식;지영주;위종환
    • 한국양식학회:학술대회논문집
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    • 한국양식학회 2003년도 추계학술발표대회 논문요약집
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    • pp.22-22
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    • 2003
  • 로티퍼는 해산어와 담수어뿐만 아니라 식용어와 관상어에 이르기까지 모든 어류의 인공 종묘 생산 과정에서 초기 먹이생물로 이용되고 있는 중요한 동물 플랑크톤이다. 그리고 로티퍼를 초기 자어의 첫 먹이로 사용하는 것을 시작으로 알테미아, 코페포다 또는 초미립자 사료 등을 사용하는 어류 인공종묘 생산 과정에서의 먹이계열이 확립되어 있다. 그러나, 사육하고자 하는 어종에 따라 초기 자어기에서 로티퍼를 섭이하는 시기와 사육 일령별 자어의 로티퍼 포식수를 알 수 있는 정확한 방법이 없다는 이유로 지금까지는 자어의 로티퍼 최초 포식 일령 및 로티퍼 포식수를 개개의 연구자들 나름대로의 방법으로 관찰하여 왔다. 일반적으로 자어가 로티퍼를 포식하였는지의 여부 및 포식수는 자어 소화기내에 존재하는 소화가 진행되기 전의 로티퍼 몸체의 수를 계수하는 방법으로 이루어졌다. 로티퍼의 체내에는 섬모환으로 모은 수중의 먹이 현탁액을 소화기계로 이동시키기 전에 먹이를 잘게 다지고 부수는 기능을 하는 저작기 (trophi)가 존재한다. 그리고 이 저작기는 로티퍼의 종에 따라서 다른 형태를 하고 있는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 자어가 섭이한 로티퍼는 어류의 소화기내에서 소화가 진행되는 과정에서 로티퍼의 체 구조 중 저작기가 쉽게 소화되기 어렵고 소화기관의 연동 운동에 의해서도 쉽게 그 모양이 손상되지 않는다는 것을 발견하고 이 저작기의 수를 계수하므로서 로티퍼의 최초 섭이 일령 및 일령별 로티퍼 포식수를 계수할 수 있는 방법을 검토하였다. 그 결과, 소화기내의 잔존 로티퍼 몸체만으로 계수 관찰하던 기존 방법에 비교하여 로티퍼의 저작기를 계수하는 방법을 이용할 경우 보다 신뢰도가 높은 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다. 경제적 가치의 우수성 때문만은 아니다. 미국은 자국의 대두 생산자들이 생산해 낸 대두를 판매하면서 조성한 자조금을 모아 대두의 생산성을 향상시키기 위한 연구 개발과 국내외 시장을 확대하기 위한 마케팅 활동에 쓰고 있다. 이런 자조 노력은 비단 미국의 대두 농민들에게만 국한된 것이 아니다. 가깝게는 일본의 수산업과 해산어 양식산업의 발전은 중앙 및 지방 정부, 수협과 같은 어민 조합 및 연근해 수산업 종사자들이 출연한 기금을 통해 이루어지고 있음을 지난 8월 북해도의 양식산업을 시찰했을 때 확인할 수 있었던 사실이다. 이제 우리나라도 국민소득 1만불 시대를 넘어 2만불 시대를 열기 위한 청사진을 그릴 만큼 모든 경제의 규모가 확대되었을 뿐 아니라 질적으로 고도화되었다. 우리에게 필요한 것은 성숙된 산업사회에 걸맞는 각 산업 주체들의 의식이다. 한국의 양식산업도 자조 정신을 갖추어 생산성 향상에 초점을 맞춘 양식기술의 개발, 환경 보전을 고려한 양식장 관리 및 소비를 확대하기 위한 유통시스템의 선진화에 스스로 투자를 해야 할 시기에 와 있다.치가 완전히 익은 15일 후에는 무첨가 김치, 0.1%, 0.2% 및 0.3% 고분자 키토산 김치의 젖산균 수는 5.4X107 cfu/g, 3.3X107 cfu/g, 8.6X106 cfu/g 및 2.6X106 cfu/g로 나타났다. 5. 발효가 진행 중에 대장균 군 수가 시간과 더불어 대장균군 수가 모든 구에 있어서 6일까지는 서서히 증가하다가 그 후부터는 대장균 군 수가 감소하였다. 즉, 발효초기에는 모든 구가 2.0X104∼4.0X105 cfu/g이었고, 6일 경에는 8.9X104∼4.5X105 cfu/g로 약간 증가하였으며 15일후에는 키토산 무첨가 김치가 2.0X

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해양환경 모니터링을 위한 순환 신경망 기반의 돌고래 클릭 신호 분류 알고리즘 개발 (Development of Dolphin Click Signal Classification Algorithm Based on Recurrent Neural Network for Marine Environment Monitoring)

  • 정서제;정우근;신성렬;김동현;김재수;변기훈;이다운
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제26권3호
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    • pp.126-137
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    • 2023
  • 본 연구에서는 해양 모니터링 중에 기록된 돌고래 클릭 신호를 분류하기 위해 순환 신경망(RNN)을 적용하는 방법을 검토했다. 클릭 신호 분류의 정확도를 높이기 위해 단일 시계열 자료를 분수 푸리에 변환을 사용하여 분수 영역으로 변환하여 특징을 확장했으며, 분류를 위한 최적의 네트워크를 결정하기 위해 세 가지 순환 신경망 모델(LSTM, GRU, BiLSTM)을 비교 분석하였다. 순환 신경망 모델의 입력 자료로써 이용된 분수 영역 자료의 경우, 분수 푸리에 변환 시 회전 각도에 따라 다른 특성을 가지므로, 각 네트워크 모델에 따라 우수한 성능을 가지는 회전 각도 범위를 분석했다. 이때 네트워크 성능 분석을 위해 정확도, 정밀도, 재현율, F1-점수와 같은 성능 평가 지표를 도입했다. 수치실험 결과, 세 가지 네트워크 모두 높은 성능을 보였으며, BiLSTM 네트워크가 LSTM, GRU에 비해 뛰어난 학습 결과를 제공했다. 마지막으로, 현장 자료 적용 가능성 측면에서 BiLSTM 네트워크가 다른 네트워크에 비해 낮은 오탐지 결과를 제공하였다.