• 선박안전
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• 제17권
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• pp.24-43
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• 2005

최근 우리나라 어선어업은 한중일 어업협정, 연안 어업자원 감소 및 연안오염 등 사회적, 환경적 변화가 급변하고 있어 이들을 고려한 어선 선형개발이 필요로 한다. 현재 우리나라의 어선 중 연안지역에서 조업하는 5톤 미만의 소형어선은 전체 어선 중 $65\%$ 이상으로 구성되어 있으나 선박의 크기가 작고 부가가치가 낮은 관계로 지금까지 전문적인 연구는 거의 없었던 것이 현실이다. 한편, 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해하는 연안어선들의 해양사고 발생율은 전체사고의 $69.6\%$로 매년 증가하고 있는 추세이다. 전체 어선 안전사고 중 부유폐어망, 로프 등이 추진기에 감긴 사고는 전체 사고의 $10.4\%$로 매년 증가하고 있다. 이에, 추진기 손상에 의한 어선 사고와 연관하여 추진기를 보호하기 위한 장치로서 물분사 추진기(Water-Jet), 펌프제트(Pump-Jet)장치들이 있으나 이들은 고가 수입품으로서 영세한 어민들의 소형어선에 장착하기에는 한계가 있어, 본 연구에서는 폐그물, 로프 등 해상 부유물에 의한 추진기 손상이 발생되지 않는 프로펠러 보호터널 부착 추진장치를 개발을 목적으로 한다. 프로펠러 부착 추진장치는 기존 선미를 수정하여 추진기를 선체 안쪽으로 배치하며 돌출되는 부분은 덕트로 보호하고 있으며 이러한 추진기는 워터제트 추진기와는 달리 가격이 싸고 그물이나 부유물에 걸리지 않고 고장 시 신속한 대응이 쉬워 소형 연안어선에 적합할 뿐만 아니라 그물, 부유물, 갯벌이 많은 국내의 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해 시 매우 유용할 것으로 판단된다. 본 연구는 `프로펠러 보호터널 부착 연안어선의 선형개발`을 최종목표로 수행하였으며, 연구개발 내용은 기존 소형 연안어선의 분류 및 특성 조사 연구, 프로펠러 보호터널형 선미 선형 개발, 기존 선형 및 보호터널형 선형의 모형시험, 개발선의 구조강도 특성, 프로펠러 설계 및 단독시험, 보호터널 부착 추진기의 효율 검증 및 개발 대상 어선의 조선공학적 제 계산, 설계도작성 등을 실시하였다. 주요 요소 기술로서는 프로펠러 보호터널 부착 선형의 모형시험을 통하여 선미선형을 개발하며 FRP판부재의 구조강도 특성을 분석하고 그 결과를 활용하여 4톤급 연안어선의 시제선을 건조하고 시운전을 통하여 주요성능을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.849-854
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• 2013

선박 운항의 경제성, 효율성 및 편리성을 높이면서 친환경 선박에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이 중 하나가 전자제어식 디젤 엔진의 개발이다. 자동차용 소형에서는 이미 전자제어식 디젤기관이 주류를 이루고 있으나 선박에서는 안정성 및 신뢰성의 문제로 보급에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 전자제어식과 캠식 엔진이 동시에 탑재되어 있는 한국해양대학교의 실습선 한바다호의 주기관을 이용하여 두 엔진의 성능을 비교 분석하였다. 그 결과 전자제어식 디젤엔진의 연료소비율이 저감되었으며 특히 저부하에서의 성능이 보다 우수하였다. 또한 연료소비율에 있어서 해상 시운전에서 훨씬 효과적이었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권3호
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• pp.97-103
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• 2016

최적의 선박 운항 항로를 찾기 위해서는 선박의 정확한 추진성능을 추정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문은 선박 최적운항시스템의 추진성능 데이터베이스를 생성하기 위한 전산프로그램의 개발에 대해 기술하고 있다. 실해역에서의 추진성능은 표류와 표면 거칠기 등 선체 상태뿐 만 아니라 파랑과 바람 등 해상 상태의 영향을 받는다. 이 부가저항 추정 방법들은 ISO 15016:2002 표준의 실선 속력시운전 해석법을 근간으로 하고 있으며, 추가로 바람과 선체 표면 거칠기에 대한 몇 가지 추정 방법이 보완되었다. 이 추정 방법들은 종합적인 전산프로그램으로 만들어졌다. 그리고 향후 최적 운항경로 계산에 활용될 쇄빙연구선 아라온 호에 대해서 데이터베이스 계산이 수행되었다. 이 프로그램은 모든 선박의 항로 최적화 계산에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권4호
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• pp.275-284
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• 2001

본 연구에서는 제주대학교 실습선 아라호(G/T : 990tons)의 조종 성능을 파악하기 위하여 2000년 8월과 2001년 5월에 2회에 걸쳐 제주항 북방 3마일 해상에서 조타에 의한 선회성과 추종성 등의 조종성능을 실시한 결과는 다음과 같다. 1. 부표 방위반법으로 측정한 선회권의 크기에서 선회종거는 우현선회시가 198m, 좌현선회시가 192m로서 좌현선회시가 우현선회시보다 6m 작았으며, 또한, 선회경의 크기는 우현선회시가 194m, 좌현선회시가 188m로서 좌현선회시가 우현선회시 보다 6m 작았다. 2. DGPS 측위에 의한 선회권의 크기에서 선회종거는 우현선회시가 196m, 좌현선회시가 194m로서 좌현선회시가 우현선회시보다 2m 작았다. 또한, 선회경의 크기는 우현선회시가 194m, 좌현선회시 190m로서 좌현선회시가 우현선회시보다 4m 작았다. 3. 신조 시운전시 부표 방위반법에 의해 측정한 선회권의 크기와 2001년 5월에 DGPS 측위에 의하여 측정한 선회권의 크기를 비교해 본 결과, 선회종거는 DGPS 측위에 의한 선회권이 신조시운전시 선회종거보다 우현선회시가 1m 컸으며, 좌현선회시가 21m 작았다. 또한, 선회경의 크기는 우현선회시 16m, 좌현선회시 23m 작았다. 4. 선속 13k't로 전속 전진중 타각 $35^\circ$로 좌현 또는 우현으로 전타 했을 때 선회각 $180^\circ$에서 선속이 7.8k't이고 $360^\circ$선회시는 6.0k't가 되었으며, 소요 시간은 좌현선회시가 150초, 우현선회시가 156sec로 좌현선회시가 우현선회시보다 6초 짧았으며, 선회평균 각속도는 좌현선회시가 $2.4^\circ$/sec, 우현선회시가 $2.3^\circ$/sec였다. 5. 타각 $10^\circ$, $20^\circ$, $30^\circ$ Z시험에서 선회성지수 K와 추종성지수 T는 각 각 선회성지수는 1.24, 1.45, 1.65였으며, 추종성지수는 각 각 0.33, 0.20, 0.14가 되어 $30^\circ$인 경우가 $10^\circ$, $20^\circ$ Z시험에서 보다 선회성지수 K는 크고, 추종성지수 T는 작아서 대각도 조타일 때가 소각도 조타일 때 보다 조종성능이 양호하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.722-728
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• 2015

2013년 1월 1일 이후 발효된 선박 에너지효율관리계획(SEEMP) 규정에 따라 선박에서는 점차 에너지관리에 대한 요구가 증가되고 있다. 이에 따라, 선박의 에너지 사용에 가장 많은 부분을 차지하는 주기관의 연료 사용량 및 출력과 관련된 요소들이 엄격하게 모니터링 되어 질 필요가 있다. 현재 주기관 출력을 모니터링 및 확인하기 위한 많은 장치들이 개발되어 적용되고 있으나 본 연구에서는 저렴하고 장치가 쉬운 각도센서인 엔코더(encoder)를 이용하여 주기관의 출력상태를 실시간으로 파악하기 위한 실험을 하였다. 실제 운항 중인 두 선박의 주기관에서 엔코더와 근접센서를 이용하여 한 사이클 동안의 각속도 변동을 계측하고 이 데이터 값을 토크 변동으로 계산하여 주기관의 토크변동 상태를 조사하였다. 또한, 실린더의 이상 연소 시 발생하는 각속도 변화를 측정하여 착화 실패에 따른 토크 변동을 조사하고 실험의 신뢰성을 확보하기 위해 해상시운전 데이터와 비교하였다. 본 연구를 통해 저렴한 장치를 이용하여 실시간 출력상태를 파악할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권6호
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• pp.457-463
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• 2015

가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.