• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.213-213
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• 2022

본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.170-172
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• 2018

지구 온난화로 인해 여름철 북극해의 해빙이 점차 감소함에 따라서 북극항로를 이용한 선박의 화물운송이 점차 증가하고 있다. IMO에서는 극지해역운항선박의 안전성과 해양오염방지를 위하여 2014년에 Polar Code를 개정하였으며, 2017년 1월부터 SOLAS협약과 MARPOL73/78협약에 추가되어 시행되고 있다. 본 연구는 해양수산부 해양안전 및 해양교통시설기술개발 사업으로 1) Polar Code 강제화에 따라 '극지해역 운항선박용 항해안전지원시스템의 개발'의 필요성과 2) 북극항로에 대한 국적선의 안전 운항 확보를 위한 '북극권 국가와의 국제협력 및 공조체계 구축'과 '극지 구난, 구조 및 환경보호 관련 국내법 및 규정 제정'을 위한 기반 연구의 필요성에 의거하여 2014년 11월 10일에 시작되었으며 2018년 12월 31일에 종료될 예정이다. 연구내용은 1) 고정밀도 북극항로 빙상정보 수치예측 시스템 개발, 2) 북극항로 안전속도 예측, 평가, DB구축 및 항행 모델 개발, 3) 북극항로 안전운항을 위한 항해계획 기술 개발, 4) 북극항로 운항선박 건조 및 안전항해 가이드라인 개발이다. 본 논문에서는 개발 중인 KRISO Arctic safe Routing System (KARS)에 대한 소개와 활용 결과 및 향후 계획에 대해서 설명하고자 한다. 본 KARS는 향후 지속적인 수정보완 작업을 통해서 완성도를 높여갈 예정이며, 검증단계를 거쳐서 최적하고 안전한 항로와 운항 관련 정보를 선사와 해기사에게 제공함으로서 북극항로 중 단기 운항계획 수립과 안전 운항을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권6호
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• pp.284-297
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• 2021

본 연구에서는 선박의 운항 데이터를 기반으로 조종성능을 모사할 수 있는 단순 운동학 모델을 제안하였다. 수평면 3자유도 각 방향의 속도 성분을 1차 미분방정식의 해 형태의 단순모델로 두고, 계수에 대한 운항데이터 학습을 수행하였다. 실제 선박의 충분한 운항 데이터의 확보는 어렵거나 제한적이므로, 본 연구에서는 실 운항 데이터 대신 공개된 동역학 모델을 활용하여 임의의 제어입력에 대한 시뮬레이션 결과를 얻고, 이를 운항데이터 학습에 활용하였다. 제어입력인 프로펠러 회전수 및 타각을 임의로 부가하여 동역학 시뮬레이션을 수행하고 각 속도 성분 출력을 얻었다. 충분한 시간 동안 동역학 시뮬레이션의 제어 입력과 속도 출력을 학습하여 각 제어 입력에 대한 운동학 모델 내 계수인 시정수 3개, 수렴속도성분 3개의 분포를 도출하였다. 추가로 임의의 제어 입력에 의한 선회 시뮬레이션 결과들과 비교함으로써 단순 운동학 모델의 성능을 검증하였다. 도출된 시정수들의 분포에는 다소 분산이 있으며, 제어 입력 이외의 관련 변수를 더 추가하여 정확도를 높이는 추후 연구가 필요하다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.152-154
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• 2014

우리나라 항만 입출항 통항 선박의 대형화, 고속화에 따른 해양안전사고가 증가하고 있어 항만 연안 해역에서의 해상교통안전 확보가 절실히 요구되고 있는 실정으로, 최근 국제항로표지협회(IALA)에서 항로표지 설계와 배치계획에 대한 의사결정을 지원할 수 있는 항로표지 전문 기능 시뮬레이터의 개발과 주요 항로의 항로표지 설계 및 계획 등을 검증할 수 있는 시스템 필요성을 제기하였다. 우리나라 주요 항로의 항로표지 설계와 적정 배치 여부 등을 검증하고 보완할 수 있는 시뮬레이션 시스템에 대한 개발이 진행되고 있다. 항로표지 3D 모델에 대한 항로표지 종류별, 속성별 세부사항을 검토하여 다양한 조합이 가능하도록 DB를 구성하였다. 항로표지 3D 모델링 작업데이터에 대하여 각 항로표지 시설물별 조합 경우의 수를 고려하여 다양한 조합이 가능하도록 DB 분류작업을 수행하였으며 항로표지별 폴리건수에 따른 샘플형상을 비교하여 시인성이 양호한 최소한의 폴리건 수(안) 제시하는 등 항로표지 시뮬레이션을 위한 항로표지 3D 구현 방식을 검토하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.344-346
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• 2014

우리나라 항만 입출항 통항 선박의 대형화, 고속화에 따른 해양안전사고가 증가하고 있어 항만 연안 해역에서의 해상교통안전 확보가 절실히 요구되고 있는 실정으로, 최근 국제항로표지협회(IALA)에서 항로표지 설계와 배치계획에 대한 의사결정을 지원할 수 있는 항로표지 전문 기능 시뮬레이터의 개발과 주요 항로의 항로표지 설계 및 계획 등을 검증할 수 있는 시스템 필요성을 제기하였다. 우리나라 주요 항로의 항로표지 설계와 적정 배치 여부 등을 검증하고 보완할 수 있는 시뮬레이션 시스템에 대한 개발이 진행되고 있다. 항로표지 시뮬레이션 수행을 위하여 AtoN Manager 운영에 필요한 항로표지 속성 및 항로표지 3D 모델에 대한 항로표지 종류별, 속성별 세부사항을 검토하여 다양한 조합이 가능하도록 DB를 구축하였다. 또한, 항로표지 3D 모델링 작업데이터에 대하여 각 항로표지 시설물별 조합 경우의 수를 고려하여 시뮬레이션 구현 시 조합 가능한 항로표지 종류별 실시간 제어속성 항목을 검토하여 DB 분류작업을 수행하였으며 시뮬레이션을 위한 항로표지 3D 구현 방식을 검토하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.16-18
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• 2010

현재 우리나라에서 해상 수송은 무역 수 출입의 90%이상을 담당하고 있으며, 지정학적인 측면에서도 많은 중요한 역할을 하고 있다. 해상에서의 교통시스템 기능이 안정적으로 유지되고, 더욱 발전되기 위해서 무엇보다 연안 해역에서의 선박 교통에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 논문에서는 선박별 항적과 같은 선박 교통의 자료들을 기초로 하여, 우리나라의 각 수역별로 선박 흐름을 재현해 보는 연구를 수행하였다. 구체적으로 선박종류 항로특성 실제교통량 등을 해상 교통의 구성요소별로 분류하고, 자동피항 기능을 포함한 다수 선박간의 흐름을 재현하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 목포항의 선박교통 자료를 기본으로 시뮬레이션을 실시하여 검증하였다. 또한 개발된 모델을 수역의 교통안전성 예측, 항로내 시설물 설치시 적정성 문제 등에 적용가능한 지를 고려하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.127-128
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• 2007

파랑이 외해로부터 연안으로 내습하면서 발생되는 파랑 변형, 즉, 굴절, 회절, 천수 그리고 쇄파 동에 의한 변형을 일으킨다. 이러한 파랑변형을 일으키는 주된 물리적 인자는 수심의 변화이지만 태풍과 같은 강한 바람이 부는 해역에서는 바람인자를 반드시 고려해야만 한다. 본 연구에서는 바람효과가 고려된, 에너지 스펙트럼 모형 (SWAN; Simulating WAve Nearshore) 을 이용한 수치실험을 수행하였다. 그리고 해석해 및 Karlsson 모형에 대한 수치 해와 비교를 통해 모델의 검증을 실시하였다. 또한 부산항 설 해역을 대상으로 태풍 매미 내습 시 입사 파랑 조건을 적용하였으며 실제 관측 치와 바람효과의 유무에 따른 수치 계산치를 비교한 결과, 바람효과를 고려한 계산결과가 실제 관측치와의 양호한 일치를 나타내었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.133-135
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• 2013

장래의 해상교통량에 대한 정확한 예측은 항로설계 및 해상교통의 안전성 평가 측면에서 중요한 요소이다. 본 연구는 신뢰성 있는 해상교통량을 추정하기 위해 시계열 모델의 지수평활법과 ARIMA 모형을 이용하여 모형의 식별 및 진단 방안을 제시하였다. 제시된 방법의 효과를 검증하기 위하여 주요항만인 부산항, 광양항, 인천항, 평택항의 해상교통량을 예측하였다. 그 결과로 부산항은 ARIMA 모형, 광양항은 Winters 승법 모형, 인천항은 단순계절 모형, 평택항은 ARIMA 모형이 더 적합한 모형으로 알 수 있었으며, 각 항만별 계절에 따라 월별 교통량의 차이를 보이는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 향후 항로 및 항만설계 또는 해상교통 안전성 평가에 보다 신뢰성 있는 추정치를 제공할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.70-71
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• 2023

본 연구는 항만 내 LNG 벙커링 동시작업 안전성 평가의 일환이다. 본 연구의 목적은 CFD를 활용하여 제한수역에서 항행선박이 계류된 선박에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 수치해석은 Star-CCM+를 활용하였으며, 수치 모델 검증을 위해 해석 결과는 공개된 실험 데이터와 비교하였다. 연구 결과로부터 항행선박과 계류선박 간의 상호작용을 평가하는 중요한 정보를 얻을 수 있었으며, 이는 LNG 벙커링의 안전성을 평가하는 데 활용될 수 있다. 향후 연구에는 다양한 시나리오에 대한 평가 및 STS(Ship-to-ship) LNG 벙커링 동시작업 안전성을 평가하기 위한 연구가 계획되어 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권5호
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• pp.379-385
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• 2008

컨테이너 크레인의 수학적 모델 정확도는 모델 내부 파라미터 값의 정확도에 의해 결정되나, 기술적 혹은 환경적인 문제로 내부 파라미터의 정확한 값을 알지 못하는 경우가 발생하기도 한다. 이 경우에는 시스템의 입 출력 데이터에 근거하여 모델의 파라미터를 추정해야 하는데, 본 논문에서는 입 출력 데이터와 RCGA가 결합된 모델조정기법을 이용하여 모형 컨테이너 크레인 선형모델의 파라미터를 추정하는 방법을 보인다. 또한, 이렇게 추정한 모델에 또 다른 RCGA를 적용하여 제어에 필요한 이득행렬을 탐색한다. 제안하는 파라미터 추정법과 제어기법은 컨테이너 크레인의 모형실험장치에 적용하고, 실험을 실시하여 그 유효성을 검증한다.