• 한국해양공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.107-115
• /
• 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.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제37권2호
• /
• pp.30-37
• /
• 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.

• 수산해양기술연구
• /
• 제40권2호
• /
• pp.138-143
• /
• 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.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1244-1251
• /
• 2022

지난 10년간 선박의 횡동요 복원력 상실에 의한 해양사고가 지속해서 증가하고 있어, 횡동요 운동을 효과적으로 줄일 수 있는 장치가 필요한 실정이다. 횡동요 감쇄 탱크는 단순한 설치만으로 횡동요 저감을 가져오는 대표적인 수동형 제어장치로 그 장점이 널리 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 U-튜브형 횡동요 감쇄 탱크의 수치해석 기법을 개발하고자 한다. 특히, 해석기법의 검증을 위해 자유수면 높이를 실험을 통해 계측하였다. 수치해석기법은 메쉬 의존성, 난류모델 (k-𝜖, k-𝜔, Reynolds Stress Model), 시간 간격 크기 및 반복횟수 등의 영향을 비교하여 개발하였다. 최종적으로 개발된 해석기법은 Realizable k-𝜖이 난류 모델에 10-2s 수준의 시간 간격 크기와 15회의 반복횟수를 적용하였다. 2가지의 U-튜브형 감쇄 탱크의 조건에서 계측된 자유수면 높이를 이용하여 개발된 해석기법을 검증하였다. 본 연구의 수치해석은 RANS 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+ (ver. 17.02)을 이용하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.832-838
• /
• 2021

본 연구는 최근 해양사고가 점차 증가하고 있는 10톤 미만 소형어선의 규칙파 중 운동응답 특성에 대하여 수치해석을 통하여 분석하였다. 10톤 미만의 소형선박들을 크기별로 구분하여 해양사고 분석에 이용되고 있기 때문에 본 연구에서도 서로 다른 크기의 소형어선 3척을 대상으로 운동응답 해석을 이행하였다. 선수파인 경우 장파장 영역에서 속력이 높아질수록 상하동요 및 종동요 응답도 커지고 있는 현상을 확인하였다. 가장 작은 3톤급 어선의 운동응답이 다른 크기의 어선보다 더 크게 나타나는 특성을 보여주었다. 선수사파 상태에서의 횡동요 운동은, 선박의 크기와 관계없이 점차 속력이 높아질수록 운동응답의 최대값이 장파장 영역으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다. 선수사파와 횡파에서 3척의 소형어선 모두 속력이 가장 높은 15노트에서 횡동요 운동이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 선수파 및 선수사파를 받으면서 항행할 경우 속력을 낮추는 것이 종운동과 횡운동 영향을 감소시킬수 있는 방법이라고 보여진다. 횡파에 의한 횡동요는 속력 및 선박의 크기와 관계없이 특정 파장에서만 급격히 커지는 경향을 보여 주었다. 전진속력이 있을 경우 선수 사파에 비해서 선미사파에서의 확연한 횡동요 감소 현상을 확인할 수 있었다. 선박의 크기 및 속력에 따라 선체운동응답의 최대값이 나타나는 특정 영역이 있으므로 이 운동 영향을 최소화 시킬 수 있는 운항방법이 고려되어 실행되어야 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.33-39
• /
• 2004

파랑중을 운항하는 선박은 항상 파도의 영향을 받아 운동을 하게 된다. 여러방향의 운동형태 중에서 횡동요가 화물의 안전 및 선원의 피로도에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 횡동요가 문제가 되는 선박에는 횡동요 저감 장치의 장착이 늘어나고 있는 추세이다. 본 연구에서는 핀 스태빌라이저(Fin stabilizer)와 이동질량 감요장치(Moving weight stabilizer)의 성능시험을 위하여 자유항주 모형선을 개발하였다. 또한 자세제어장비 성능시험 절차를 정립하고, 개발한 자유항주 모형선올 통하여 성능시험을 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제37권1호
• /
• pp.50-59
• /
• 2000

본 연구는 손상된 선박의 최종 평형 상태에서의 동적 안정성에 관한 내용을 담고 있다. 먼저 1자유도 횡동요 운동방정식에 침입수의 영향과 횡풍 횡파의 영향을 적절히 고려하여 손상선박의 횡동요 응답을 구하였으며, 신뢰성공학적 수법을 이용하여 손상선박의 전복확률의 계산법을 정립하였다. 연구결과 해상상태, 운항상태 그리고 손상상태에 따른 동적 안정성을 확률론적으로 평가할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.451-458
• /
• 2003

일반적으로 메타센터높이가 작은 선박이나 고속선의 경우에는 조종운동 시 큰 횡동요각을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이러한 선박의 조종성능 예측 시에는 조종운동에 횡동요의 영향을 고려해야만 보다 정확한 결과를 얻을 수가 있다 즉, 조종운동을 다루는 전후동요, 좌우동요, 선수동요에 횡동요를 포함시키는 4자유도 운동방정식이 요구된다. 본 연구에서는 지금까지 여러 연구자들에 의해 제안되어 있는 4자유도 조종운동 수학모델을 검토 분석하고, 이들 실험자료를 재정리하여 보다 간결하고 실용적인 새로운 수학모델을 제안한다. 아울러 기존의 복잡한 수학모델과 새로운 수차모델에 의한 조종운동 시뮬레이션을 각각 수행하고 그 결과를 비교 검토하여 본 연구에서 제안한 수학모델의 유용성을 검증한다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제49권1호
• /
• pp.14-25
• /
• 2012

Recently, the application and installation of the pod propeller to the cruise ship is dramatically increased. It is because pod propulsion system allows a lot of flexibility in design of the internal arrangement of a ship. To reflect this trend, many researches have conducted to use the pod propeller for the roll stabilization of a ship. In the paper, a roll stabilization controller is designed by using fins and pod propellers as the control actuators for cruise ships. Two kinds of control algorithms are adopted for the roll control system; LQR (Linear Quadratic Regulator) algorithm and frequency-weighted LQR algorithm. Through the numerical simulation, the effect of the turning rate of the pod propeller on the roll control system is analyzed. Analysis of the simulation results indicated that the turning rate of the pod propellers is one of the important parameters which give the significant effects on the roll stabilization.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.796-802
• /
• 2018

선박의 유체 저장 탱크 내부의 적재용량에 의한 선박 운동 고유 특성의 변화는 많은 실험 과 연구를 통해 밝혀졌다. 또한 이러한 현상에 의한 선박 운동 특성 변화를 최소화하기 위한 장치는 지속적으로 연구 및 개발되고 있으며, 특히 횡동요 운동에 대한 저감효과에 대한 부분이 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 장치 중 하나인 저장탱크 내부의 격벽에 의한 횡동요 저감장치의 길이 변화에 따른 간극의 변화에 의한 선박 운동의 변화를 수치 시뮬레이션 하였다. 본 연구를 위해 경계요소법 기반의 부유체 운동 프로그램과 입자법 기반의 전산유체역학 프로그램이 동적 연성된 프로그램을 사용하였으며, 동적 연성된 프로그램은 동일 실험과의 비교를 통해 검증하였다. 검증된 프로그램은 격벽의 길이를 달리하여 간극에 변화를 준 다양한 경우에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 액체 저장률의 변화 및 액체 탱크 내부의 격벽에 의한 간극의 차이에 의해 선박 운동 특성이 변화함을 응답 진폭 함수의 비교를 통해 확인하였다. 주목할 만한 결과로써 적재용량에 따라 변화하는 선박의 운동 특성이 간극을 조정함으로써 동일한 선박 특성을 가지게 됨을 확인하였으며, 이는 격벽에 의한 간극의 조종을 통한 선박 운동 제어가 가능함을 보여준다. 추후 격벽의 수 및 각기 다른 길이를 가진 격벽에 의한 연구를 수행하여 격벽 길이 조정을 통한 선박 운동 특성 제어에 대한 연구를 수행할 계획이다.