• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.711-712
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• 2015

잠수함은 운행 중 수압에 따라 자화 특성이 변하므로 자기정숙화에 어려움이 있다. 본 논문은 잠수함 운행 중 수압에 따른 압력선체의 B-H Curve 특성 변화를 측정하였다. 잠수함의 압력선체는 강자성체 재질로 모델링 하여 제작하고 비자성체인 스테인리스로 보빈을 만들어 나사를 조이는 형태로 압축응력을 모사했다. 그 결과 응력이 가해지면 투자율이 작아지고 최대 자속밀도 또한 감소하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.107-116
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• 2001

잠수함은 수중 활동으로 인하여 압력선체에 항상 수압을 받고 있기 때문에, 손상시에는 수상함에 비하여 그 영향이 상대적으로 크며 대처 가능한 수단과 시간은 제한되어 있다. 수압으로 인하여 작은 파손에도 잠수함이 치명적인 손상을 받을 수 있으며, 이는 곧 함의 임무 수행능력의 손실뿐만 아니라 승조원의 안전에도 직결되는 상황을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 잠수함의 손상시, 크게 압력선체 손상과 배관 계통이 손상된 경우만을 고려하여 두 경우 누수가 발생하였을 경우에 효과적으로 대응할 수 있는 지식기반시스템을 개발하였다. 잠수함의 설계 지침서와 설계 경험을 바탕으로 잠수함의 운용자로부터 위기 대응과 관련된 지식을 추출하여 분석, 정리하였고 도출된 지식들은 지식기반시스템 개발도구를 사용하여 규칙의 형태로 지식베이스에 저장하였으며, 후향 추론기법을 사용하여 상황대처에 대한 결과를 도출하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.116-123
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• 2012

This study aims to analyze the strength of pressure hull of a small submarine. The pressure hull of a submarine has to withstand very large differential pressure between hydrostatic pressure in submarine operating depth and atmospheric pressure in inner space of a submarine. To do that, the pressure hull is generally ring-stiffened cylindrical shell under external pressure. In this situation, there are some foreseeable failure modes of the pressure hull such as shell yielding, axisymmetric shell buckling, asymmetric shell buckling, overall buckling and buckling of end closure. We calculated collapse pressures of these failure modes with approximation and empirical formulas. And, to analyze critical buckling pressure, we performed eigenvalue analysis with finite element method tools.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.936-944
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• 2019

보이지 않는 힘으로도 불리는 잠수함은 수중에서 활동하는 은밀성을 장점으로 대함전, 대잠전 및 핵심표적 타격 등의 임무를 수행하는 전략 수중 무기 체계로 심해에서 높은 수압을 견디며 작전을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 관점에서 잠수함 압력 선체는 잠항 깊이에 상응하는 외부 수압에 저항하는 가장 중요한 체계로서 누수, 화재, 충격 및 폭발과 같은 위험으로부터 안전성을 확보함으로써 생존성을 높임과 동시에, 작전 수행 능력을 유지할 수 있게 해주는 강도를 확보하고 있어야 한다. 이를 위해서는 잠수함 압력 선체의 구조형상 설계가 초기에 수행되는 것이 합리적이다. 특히, 함미 원추부 구조물과 압력선체 평형부 및 함미 비압력선체를 연결하는 함미 트랜지션 링의 경우, 설계된 잠수함에 따라 다양한 형상을 띄고 있다. 본 구조물 설계를 위해서는 응력 흐름과 연결성을 고려한 설계뿐만 아니라 복잡한 형상이 기인한 구조물 제작 투입 시수 증가로 인한 원가 상승 또한 검토해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 서로 다른 형상을 갖는 함미 트랜지션 링에 대해서 비선형 유한요소해석을 통한 구조 강도 검토와 더불어 함미 트랜지션 링 형상 복잡도에 따른 작업 일수 및 자재비 검토를 통해 경제성 측면에서의 적정성 검토를 수행하였으며, 검토된 4가지 형상 중 가장 합리적인 잠수함 함미 트랜지션 링 형상을 제안하였다.

• 대한조선학회지
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• 제39권2호
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• pp.75-82
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• 2002

잠수함 설계는, 내압(내압)성능 유지를 위해 효과적인 공간 활용이 어려운 원통형의 구조를 가질 뿐 아니라 제한된 공간에 다양한 장비들을 배치해야 하고,수 심 수백 미터의 극한 환경에서 3차원 운동을 하는 등의 환경 및 운용특성으로 인하여 수상 선박에 비해 많은 경험과 고난도의 기술들이 요구된다. 본문에서는, 해외의 유수한 대학 및 설계 기관과의 공동설계를 수행한 경험과 13년여에 걸친 장보고급 잠수함 건조기간 중에 수행한 수 차례의 역설계 과정 등을 통하여 습득한 설계 기술과 자료들을 바탕으로, 대우조선해양에서 자체 개발한 잠수함 기본설계 시스템(SUB-21)을 이용하여 수행한 중형잠수함 설계결과에 대해 간략하게 소개하고자 한다. 본 SUB-21의 개발은 잠수함 기본설계의 핵심 과정인 배치, 선형개발, 저항, 추진, 조종 및 압력선체 설계뿐만 아니라 디젤발전기-축전지-추진전동기로 구성되는 추진계통의 최적화 과정을 실시간으로 처리할 수 있기 때문에 기본설계에 소요되는 시간을 획기적으로 절감할 수 있으며 기본설계 결과의 신뢰성 제고에 크게 기여할 수 있을 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.378-386
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• 2017

In this paper, a method is presented for the optimal design of submarine pressure hull structures by taking advantage of genetic algorithm techniques. The objective functions and design constraints in the process of structural optimization are based on the ultimate limit states of hull structures. One of the benefits associated with the utilization of genetic algorithm is that the optimization process can be completed within short generations of design variables for the pressure hull structure model. Applied examples confirm that the proposed method is useful for the optimal design of submarine pressure hull structures. Details of the design procedure with applied examples are documented. The conclusions and insights obtained from the study are summarized.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권1호
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• pp.67-75
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• 2010

Submarine and deep sea diving structures are generally designed based on their ultimate strength. Fatigue strength at welded joint must be also taken into account because working stress is increased due to the increasing of diving depth and using high yield steel. The pressure hulls of submarine are subjected to fluctuating compressive loading. But in addition to the calculated stresses, high residual tensile stresses at welded part have to be considered. The state of stress level of pressure hull is tensile at surface and compressive at deep diving depth. This paper presents the results of an experimental investigation on the crack initiation and growth at the weld toe of T welded joints of HY-100 steel plate under constant amplitude loading. It is also investigated the phenomenon of the fatigue failure and test methods. Fatigue tests have been using real scaled local structural models of full penetration T-welded joint, which is a part of the cylindrical shell structures reinforced by ring stiffeners. Several load ratios under constant amplitude loading are considered in the tests. Crack initiation and growth characteristics are examined based on the beach marks of the cracked section of the test specimens. A design stress-life curve including the design formula is suggested according to tested data.

• 한국해양공학회지
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• 제23권1호
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• pp.152-157
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• 2009

In designing and manufacturing a submarine, an expensive real mock up is usually built as a reference because of the spatial constraints of a submarine. This paper presents an integrated and automated design process for a submarine that uses a digital mock up. Various equipment libraries are built for feature based design. Using the developed digital mock up, this paper shows various ways to verify the design, including a space analysis to check for any interference between pieces of equipment and the hull and an ergonomic analysis using lifelike dummies to examine the work space and operability. As a part of the integrated design system, a design automation system was also developed to generate surface point data for the outer hull, pressure hull, casing, and sail. The whole process was applied to the design of a submarine for verification.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권11호
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• pp.937-942
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• 2008

This research investigated to find out the possibilities of applying FRPs to the AUVs. In this study, two kinds of metal materials, which is one of the popularly used materials for manufacturing AUVs, and 6 kinds of FRP materials were considered. Material properties of FRPs were derived by tensile tests and chemical analysis. Moreover, various types of AUVs were designed by 8 kinds of materials. From structural analysis, we can find out that the weights of AUV by CFRP-Autoclave could be reduced by 60% in comparison with the weights of AUV by Al 7075-T6. Also, 40% weight reduction could be expected compared to the AUV by Ti-6Al-4V. In this result, we could conclude that the material of CFRP-Autoclave have various merits and potentialities as one of the AUV materials.