• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.8-17
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• 1992

3차원 자유형상 물체인 선형의 정의에는 여러 방법이 있으나 선형의 기하학적 특징을 나타내는 형상계수들의 조합으로 선형을 표현하는 형상계수방법이 전산기의 이용과 함께 주목받고 있다. 그러나 종래의 형상계수방법은 실제 선형 설계시 여러가지 문제점을 노정시킴으로 본 논문에서는 자유형상 물체의 수학적 표현에 매우 적합한 B-spline곡선과 형상계수 방법을 접목시켜 선형생성을 시도했다. 응용예로서 Bulk carrier선형을 표현한 결과를 보였으며, 기존선형과 도출선형을 비교하여 본 연구의 실용 가능성을 검토했다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.35-47
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• 1996

포텐셜을 기저로 하는 판요소법을 사용하여 자유 표면이 존재하는 유동장에서 일정 속도로 전진하는 3차원 물체의 형상을 설계하였다. 설계 방법으로는 원하는 압력 분포를 경계 조건으로 부여하고 이를 만족하는 물체 형상을 찾아내는 역해석법(inverse method)을 사용하였다. 즉, 주어진 압력으로부터 물체 표면에 분포된 법선 다이폴의 세기인 포텐셜 값을 결정하게 되며, 이는 물체 표면에 대한 Dirichlet형태의 경계 조건으로서 Green의 정리로부터 유도된 적분 방정식을 해석하게 된다. 전체 속도 포텐셜은 기본 유동인 선속에 대한 성분과 선제에 의하여 교란되는 성분으로 구성되어진다고 가정하였으며, 교란 포텐셜을 사용하여 선형화된 자유 표면 경계 조건을 적용하였다. 적분 방정식에 대한 수치 해석을 위해 물체 표면에 법선 다이폴과 Rankine 쏘오스를 분포하였으며, 자유 표면에는 Rankine 쏘오스를 분포하고 4점 유한 차분법을 사용하여 자유 표면 경계 조건이 만족되도록 하였다. 해로서 얻어지는 각 판요소에서의 Rankine 쏘오스의 세기는 가상의 유동 출입량으로서 형상 수정항으로 사용되었다. 몰수 회전 타원체의 형상 설계에 대하여 본 설계법을 적용한 결과 무한 수심에서나 조파 상태에서 $4{\sim}6$회의 반복 계산으로 충분히 수렴된 해를 얻을 수 있었다. 또한 자유 표면을 가르고 전진하는 Wigley 수학적 선형에 대한 형상 설계를 수행하여 만족스러운 결과를 얻어내었으며, 얻어진 수치해는 매우 안정적이고 빠른 수렴성을 보였다. 선형의 우열 비교를 통해 조파 저항을 감소시킬 수 있는 압력 분포의 형태를 파악하였으며, 이를 바탕으로 조파 저항의 관점에서의 5500TEU급 콘테이너 운반선의 설계를 수행하였다. 설계되어진 새로운 선형은 조파 저항의 관점에서 기존의 선형보다 계산과 실험에서 모두 우수하게 개량된 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.697-700
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• 2011

본 논문에서는 X-FEM을 사용하여 혼합모드 하중 상태에서의 이차원 선형탄성체의 균열문제에 대한 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. X-FEM이란 균열과 같은 특수한 해를 근사하는 방법으로써, 확장함수를 도입하여 FEM의 한계를 극복하는 방법론이다. X-FEM 하에서 해를 근사하는 데 쓰이는 확장함수들은 불연속성과 특이성을 포함하고 있어 물리적 영역에 의존한다. 이는 설계민감도 해석을 수행하는 과정에서 그러한 의존성을 고려해주는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-FEM 기반의 형상 설계민감도 해석해를 제안하고자 한다. 식의 유도는 전 미분 공식에 기초하고 있으며, 형상함수의 설계변분에 대한 의존성에 관한 항을 추가시켰다. 또한, 균열 주위의 국부적인 공간에서의 확장된 자유도에 설계속도를 가한다. 이에 대한 몇 가지 수치 예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• 기술사
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• 제27권3호
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• pp.121-131
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• 1994

3차원 자유 형상 곡면으로 이루어진 선형을 부분적으로 표현하기란 매우 힘들다. 선박 설계에 컴퓨터를 이용한 기술이 적용되기 시작하면서, 기하학적 모델링 기법이 개발되어 왔다. 선형 모델링에서,곡률 변화가 심한 선체 곡면의 국부적인 곡면 형상을 Blending 기법을 써서 표현하는 연구는 이루어지지 않았다. Blend곡면을 써서, 설계시에 도면상에 표시되는 작은 곡면을 부드럽게 표현하는 방법을, 선체표면과 돌출된 접합 부분을 Blending 하고져 하였다. 본 연구에서는, 두개의 Base곡면에 Blend반지름을 입력 했을 때, Blend곡면에 Blending방법을 이용하여 공간 좌표인 Offsets 데이터를 얻을 수 있도록 선박 설계에 적용하여 보았다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.45-50
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• 1998

본 연구에서는 입출력 데이터로부터 비선형 다변수 모델을 자동 인식할 수 있는 적응형 Spline모델링(ASMOD : Adaptive Spline Modeling of Observation Data)과 혼합 곡선 근사법(Hybrid curve approximation)을 이용한 3차원 자유 형상 설계방법을 제안하고, 초기 선형 설계 단계에서 횡단면적 곡선(SAC : Sectional Area Curve) 생성 예를 통해 그 응용 가능성을 검토하였다. 즉 실적선의 SAC를 Bspline 근사법(Fitting methdo)과 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)에 의해 정의하여, 조정점(Control points)에 대한 데이터베이스를 구축한다. 구축된 데이터베이스-주요치수와 이들 조정점관의 관계-를 학습 데이터로 하여 ASMOD를 학습시킨후 , SAC결정을 위한 ASMOD 모델링을 구축한다. 다른 선형 특성 곡선들-design waterline curve, bottom tangent line, center profile line-에 대해서도 동일하게 적용하여 ASMOD를 모델링할 수 있으며, 이들 선형 특성 곡선들을 결합하여 초기 선형을 생성한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.17-22
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• 1993

3차원 자유곡면의 교차문제는 기하학적인 방법과 수치적인 방법으로 해결할 수 있으며, 지금까지는 일반적으로 선체형상의 단면을 얻기 위해서 기하학적인 방법인 곡면분할 기법을 사용하여 왔다. 본 논문에서는 할선법, 선형보간법 및 반분법 등 간단한 수치해석 방법들을 사용하여서, Bi-Cubic B-Spline Surface로 표현된 선체형상과 임의의 평면에 의해 교차된 선체 단면형상을 갖는 방법을 수행하여 비교 검토하고자 한다. 곡면간의 교체문제는 임의의 단면형상 파악, 선도작성 및 offset Table 구성에 직접 응용되어진다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권4호
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• pp.298-304
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• 2003

In this paper a free-form hull design program and performance prediction program for planing boat is introduced. This program enables the designer to do complex geometric hull shape design on a personal computer and accurately to predict power requirements for a given loading and velocity. For a free form design, Bezier curve model is adopted as a basic representation tool of curves and surfaces, and this program has versatile functions to do fairing jobs with a convenient graphical user interface. After creating a hull form the geometric data is provided in a manner compatible with a variety of analysis tools including 'Motion Analysis(by Zarnick)' for prediction of motion characteristics in regular waves, 'Running Attitude (by Savitsky)' for prediction of the running attitude and required power.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.21-28
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• 2010

본 논문에서는 만타형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 해석하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab/Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상 무인잠수정의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상 무인잠수정의 제어성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어(Depth control)와 방향제어(Heading control)에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미해군 대학원의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어기와 방향제어기를 이용하여 만타형 무인잠수정의 설계목표에 부합하는 항해제어 시뮬레이션을 실시하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.72-76
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• 1999

선박의 조종성능을 추정하기 위해서는 모형시험을 수행하는 것이 가장 신뢰성 있는 방법이다. 그러나 선박의 초기설계단계에서 주요목, 프로펠러 그리고 타의 특성들과 같은 한정된 자료로써 선박의 전반적인 조종성능을 추정하기 위한 다른 방법이 필요하다. 이 논문에서 일본의 연구원들에 의해 수행된 구속 모형시험을 이용하여 Sway Force와 Yaw moment의 선형미계수에 대한 새로운 추정식을 제안하였다. 이 방법에 의해 선박의 조종성능을 평가하는 경우, 선미 Frame Line 형상과 선미 Profile의 영향을 고려할 수 있다. 두 척의 모형선을 대상으로 조종운동 Simulation과 자유항주시험을 비교하여, 본 추정법의 유용성을 검토하였다.

• 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.