• 제목/요약/키워드: 횡동요

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횡동요 모드와 주공진 된 횡-종동요연성 비선형계의 응답 (Responses of a roll-pitch coupled nonlinear system to the primary resonance of the roll mode)

  • 오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.107-115
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    • 1997
  • 비성형 동력학계로 모델링된 부유수송체의 동적응답을 조사하고 그 운동의 안정성을 해석하였다. 종동요 모우드의 고유주파수가 횡동요 모우드의 고유주파수의 두배가 되는, 즉, 2:1 내부공진 혹은 자기계수공진인 조건하에서, 이부유수송체는 한 운동 모우드의 직접가진에 의해 간접가진된 다른 모우드가 대진폭 응답을 보일 수 있음을 밝혔다. 또항, 종동요 모우드의 감쇠력은 비교적 넓은 범위의 운동에 대해 선형적임에 반해, 횡동요 모우드의 감쇠력은 점성의 영향이 대단히 커서 비선형성이 대단히 강한 것으로 알려져 왔다. 이 문제를 수학적으로 모델링하기 위하여, 종동요 모우드의 운동방정식에는 선형및 제곱형의 합의 형태인 감쇠력 모형을 사용하였다. 다중척도법을 사용하여 이 두가지 운동 모우드의 주기적 응답및 그의 안정성에 미치는 제곱형 비선형 횡동요 감쇠력의 영향을 밝혔다. 조우주기가 횡동요 모우드의 고유주기와 근사한 경우에 대하여 이 비선형계의 응답을 구하고 주파수-응답 곡선으로 나타내었다.

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능동형 횡동요 감쇠장치의 성능에 관한 연구 (A Study on the Performance of Active Anti-Rolling Tank Stabilizer System)

  • 최찬문;안장영;이창헌
    • 수산해양기술연구
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    • 제40권2호
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    • pp.138-143
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    • 2004
  • 제주대학교 실습선 아라호에 정착된 능동형 횡동요 감쇠장치의 성능에 관해 연구하기 위하여 33$^{\circ}$00‘.44”N, 125$^{\circ}$59’.88 ”E 위치에서 선박을 정지한 후, 횡동요 감쇠장치를 정지 (Passive A.R.T), 작동 (Active A.R.T)을 했을 때 경사계에 의한 횡동요각 및 종동요각, 풍속계에 의한 풍속의 변화와 그리고 선박이 항해 중에 감쇠장치의 작동을 정지(Passive A.R.T), 작동(Active A.R.T) 했을 때 의 능동형 횡동요 감쇠장치의 성능을 분석한 결과에 대해 요약하면 다음과 같다. 1. 선박이 정지했을 때 횡동요 감쇠장치를 정지, 작동한 경우 횡동요각의 평균진폭 (Average Amplitude of Roll) 은 각각 8.30$^{\circ}$, 4.37$^{\circ}$, 횡동요각의 유의진폭(Significant Amplitude of Roll $_{{\pi}{1/3}}$)은 각각 10.10$^{\circ}$, 5.30$^{\circ}$으로 나타났다. 2. 선박이 항해 중 일 때에는 횡동요각의 평균진폭 (Average Amplitude of Roll)은 각각 5.01$^{\circ}$, 4.36$^{\circ}$, 횡동요각의 유의진폭 (Significant Amplitude of Roll$^{\circ}$) 은 각각 5.50$^{\circ}$, 5.10$^{\circ}$으로 각각 나타났다. 3. 횡동요 감쇠장치는 선박이 정치했을 때에는 47.5%, 선박이 운항 했을 때는 12.7% 정도의 감쇠 효율을 보여서 정지했을 때 그 효율이 높은 것으로 나타났다. 4. 횡동요 감쇠 장치는 종동요(Pitching)에 대해서는 거의 영향을 미치지 않았다.

어선전복경보시스템 알고리즘 검증을 위한 어선 횡동요 시험 및 시간영역 횡동요 시뮬레이션 (Rolling Motion Simulation in the Time Domain and Ship Motion Experiment for Algorithm Verification for Fishing Vessel Capsizing Alarm Systems)

  • 양영준;권수연
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.956-964
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    • 2017
  • 본 연구는 어선전복경보시스템 개발을 위해 어선의 횡동요 특성을 파악하고 시간영역 횡동요 운동 시뮬레이션을 수행한다. 어선전복경보시스템의 검증을 위해서는 전복 상황을 가정하여 시험을 수행하고 실제 어선 계측을 수행해야 하지만, 상황의 위험성으로 인해 현실적으로 불가능하다. 또한 많은 전복사고의 경우 횡동요와 밀접한 연관이 있는 것으로 조사되었다. 이에 따라 어선전복경보시스템의 핵심인 어선의 횡동요특성을 정확히 파악하여 시간영역 기반 횡동요 시뮬레이션을 수행하고 해당 정보를 통해 시스템에 탑재된 경보시스템의 알고리즘을 검증한다. 주요내용으로 첫째, 횡동요 운동 특성을 운동 시험을 통해 계측하고 파악한다. 특히 어선과 같은 소형선박의 경우 CFD 및 포텐셜 코드를 포함한 해석적인 방법으로 점성과 관련된 횡동요 해석이 어렵다. 이에 따라 횡동요 운동 모드에 초점을 맞추어 운동 시험을 수행하고 횡동요 RAO를 도출한다. 둘째, 횡동요 RAO를 이용하여 Wave Spectrum과의 조합으로 시간영역 운동 시뮬레이션을 수행하고 전복 경보 알고리즘을 검증한다.

준 슬라이딩 모드 제어를 이용한 선박의 종동요 및 횡동요 억제 (Suppression of Coupled Pitch-Roll Motions using Quasi-Sliding Mode Control)

  • 이상도;트롱 엥곡 쿠옹;서효;유삼상
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.211-218
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    • 2021
  • 본 연구는 종방향과 횡방향에서 규칙파가 외란으로 입사하는 선박의 종동요 및 횡동요를 억제하는 문제를 다룬다. 선박의 안전 운항을 위해서 파랑 중 선박의 종동요 및 횡동요를 안정화시키는 것은 필수적인 과제로 여겨진다. 종동요 및 횡동요 거동에서 중요한 특징 중에 하나는 공진인데, 이 현상은 특정한 조건에서 예상치 못한 큰 응답을 초래한다. 종동요와 횡동요는 두 운동이 상호 결합되어 있고 복원항이 강한 비선형을 갖고 있음으로 계의 파라미터에 따라 다양한 동적 거동을 보이는 것이 중요한 특징인데, 특히 종동요에서 이 특성이 두드러지게 나타난다. 무엇보다, 선박의 조종성능 및 안전을 위해 선박의 종동요 가속도 응답을 완전히 억제하는 것은 상당히 도전적인 과제이다. 이 연구에서는 준 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 종동요와 횡동요를 줄임으로 파랑 중의 선박을 안정적인 직립 상태로 유지시키고, 아울러 채터링을 감소시키는 목적을 달성하였다. 리아프노프 이론으로 준 슬라이딩 모드 제어의 안정성을 판명하였고, 수치 시뮬레이션으로 제어 방식의 유효성을 증명하였다. 제시한 기법으로 종동요 및 횡동요 응답의 수렴 및 채터링 감소라는 두 가지 목표가 효과적으로 달성되었다.

평수중 자유 횡동요 시험에 의한 소형어선의 횡동요 감쇠모멘트에 관한 연구 (Roll Damping Moment of a Small Fishing Vessel by Free Rolling Test in Calm Water)

  • 전호환;천승현;김시영
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.1-9
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    • 2000
  • 3톤급 소형어선의 나선, 빌지킬 및 중앙날개(central wing)가 부착된 상태의 3가지 모델에 대해 평수중에서 속도 변화, 초기각의 변화 및 OG(무게중심과 횡동요 중심간의 거리)의 변화에 따른 횡동요 감쇠시험에 의해 감쇠특성을 비교하였다. 또한 에너지법에 의해 선형 및 비선형속도항에 의존하는 횡동요 감쇠모멘트를 수식화하여 시험값과 비교하였으며 3가지 모델에 대한 에너지 발산 형태도 비교하였다.

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다중 시간법에 의한 선박 횡동요 응답의 통계적 특성 연구 (A Study on the Statistical Characteristics of Rolling Motion of Ships Using Multiple Time Scales)

  • 나윤철;권순홍;하동대
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.102-110
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    • 1994
  • 본 연구를 통하여 협대역 랜덤 기진모멘트 스펙트럼으로 표현되는 횡동요 기진 모멘트를 받는 선박의 횡동요 응답의 통계적 특성을 다중 시간법을 이용하여 그 결과를 구하고, 이를 등가선형화법으로 얻어진 결과와 비교해 보았다. 계산 결과, 등가선형화법보다 다중 시간법을 이용한 결과가 훨씬 넓은 다중치 영역을 보여주는 것을 알 수 있었다. 그리고 시간 궤적에서 횡동요 기진 모멘트의 시뮬레이션과 선박의 횡동요 운동의 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 확인하였다.

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수중운동체의 순수 횡동요 시험 기구 개발 (Development of Apparatus for Pure Roll-Motion Test of Underwater Vehicles)

  • 김동휘;백형민;이승건;김은수
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.16-25
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    • 2021
  • 동유체력 미계수는 수중운동체의 조종성능을 예측하기 위해 정확히 추정되어져야 하며 추정 방법의 일환으로 다양한 모형시험이 수행되어오고 있다. 수중운동체는 횡동요 모멘트 변화에 민감하므로 관련 동유체력 미계수를 추정하는 작업은 정확히 수행되어져야 한다. 본 연구에서는 횡동요 운동과 관련한 동유체력 미계수를 간단하게 추정할 수 있는 순수 횡동요 장비를 새롭게 설계하였다. 횡동요 운동은 간단한 기계적 메커니즘을 통하여 구현하였으며, 메커니즘의 원리와 적용과정 그리고 설계한 장비의 system identification에 대해 기술하였다. 또한 순수 횡동요 시험의 해석방법을 제시하고 설계한 장비에 대해 반복시험을 거쳐 결과의 재현성을 확인하였다.

파랑중 자유 횡동요 시험에 의한 소형어선의 횡동요 감쇠모멘트에 관한 연구 (Roll Damping Moment of a Small Fishing Vessel by Free Rolling Test in Waves)

  • 전호환;천승현;김시영
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.30-37
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    • 2000
  • 3톤급 소형어선의 나선, 빌지킬 및 중앙날개(central wing)가 부착된 상태의 3가지 모델에 대해 파랑중(선수파)에서 속도 변화, 초기각의 변화 및 OG(무게중심과 횡동요 중심간의 거리)의 변화에 따른 횡동요 감쇠시험에 의해 감쇠 특성을 비교하였다. 파주기 변화에 대한 영향도 포함시켰다. 또한 에너지법에 의해 선형 및 비선형 속도항에 의존하는 횡동요 감쇠모멘트를 계산하여 시험값과 비교하였으며 3가지 모델에 대한 에너지 발산 형태도 비교하였다. 파랑이 있을 때 감쇠력은 전진속도가 없는 경우는 증가하였으나 전진속도가 있는 경우는 부가물이 부착된 경우에는 양력증가에 의한 감쇠력 증가 기여도가 아주 크기 때문에 파랑에 의한 감쇠력 증가는 미소하였다.

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실 해상모형시험을 이용한 선미 보조동체 장착 Stepped hull 선형의 횡동요 및 저항특성 비교 연구

  • 조효제;손경호;박충환
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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    • pp.37-39
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    • 2007
  • 고속 활주형선의 선형시험 ${\cdot}$ 검증을 위하여 설 해상모형시험기법을 정립하였으며, 본 시험법을 이용하여 선미 보조동체 장착 유무에 따른 고속 Stepped Hull 선형의 횡동요 및 저항특성을 비교, 분석하였다.

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활주형 고속정의 횡파중에서의 순항시의 운동성능 계산 프로그램의 개발 (On a Computer Profram to Calculate the Responses of a Ship in Lateral Regular Waves.)

  • 황종흘;이기표
    • 대한조선학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.39-45
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    • 1980
  • 내항성이 우수한 선형을 개발하기 위해서는 초기설계단계에서 이미 그 배의 해상에서의 거동을 예측할 수 있어야만 한다. 이 보고서에서는 임의의 입사각을 갖는 규칙파중을 항주하는 선박이 겪게 되는 동요중에서 횡동요, 수평동요 그리고 선수동요의 연성운동방정식의 해를 Tassi-Takaki가 수정한 스트립이론을 적용하여 해석하였다. 제15차 ITTC의 내항성 위원회의 보고서에서 발표된 콘테이너선형에 대한 결과와 똑같이 선형에 대해 본 프로그램을 사용하여 계산한 수평동요, 횡동요 그리고 선수동요의 운동응답을 비교하여 보았으며, 상당히 만족스러운 결과를 얻었다.

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