• 제목/요약/키워드: 횡동요 운동 예측

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기계학습기반의 근사모델을 이용한 선박 횡동요 운동특성 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Ship's Roll Motion using Machine Learning-Based Surrogate Model)

  • 김영롱;박준범;문성배
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
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    • pp.41-42
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    • 2018
  • 이 연구는 선박의 내항성능 평가 요소로 사용되는 횡동요 운동특성의 예측에 관한 연구로, 운항중인 선박의 횡동요 RAO를 실시간으로 도출하기 위하여 기계학습 기반의 근사모델을 사용하였다. 근사모델에 의한 예측결과를 테스트데이터와 비교분석함으로서, 횡동요 운동 특성 예측에 적합한 근사모델을 생성하기 위한 근사기법과 데이터 샘플링 조건에 대하여 제시하고자 한다.

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횡동요를 고려한 선박조종운동의 새로운 수학모델에 관한 연구 (A Study on New Mathematical Model of Ship Manoeuvring Motion Taking Coupling Effect of Roll into Consideration)

  • 손경호;김용민
    • 한국항해항만학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.451-458
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    • 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.

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.

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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평면내 방향 기진력에 의한 평면밖 방향 운동의 예측 (Prediction of the Out-of-plane Motion due to the In-plane Excitation)

  • ;오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.141-149
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    • 1993
  • 삼 자유도를 가진 부유물체의 동적 응답을 이론적으로 연구하였다. 평면내 방향 운동모우드에 대한 지배방정식을 선형화한 후, 그들의 조화해를 평명밖 방향 운동모우드의 방정식과 연성시켰다. 그렇게 해서 주어지는 방정식은 시간에 따라 변화하는 계수를 가진 형태로서, 평면밖 방향의 운동만을 보일 것으로 예측되는 부유물체가 평면밖 방향의 운동을 보일 수도 있음을 밝혔다. 동역학적 불안정성과 그 결과로 나타나는 평면밖 방향의 대진폭 운동을 보이고 있다. 본 결과는 주기적으로 동요하는 부유물체가 서로 연성된 운동을 하는 현상으로도 해석할 수 있다.

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기계학습기반의 근사모델을 이용한 선박 횡동요 운동 예측 (Prediction of Ship Roll Motion using Machine Learning-based Surrogate Model)

  • 김영롱;박준범;문성배
    • 한국항해항만학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.395-405
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    • 2018
  • 한국형 e-Navigation의 내항성 안전 모듈은 운항 중인 선박을 실시간으로 모니터링하고 내항성의 이상 상태를 사전에 경고함으로써 선박의 안정성을 확보하는 선내 원격 모니터링 서비스 중 하나이다. 일반적으로 선박설계를 위한 내항성능은 주어진 조건에서 선체 운동 시뮬레이션을 수행하여 평가하여 왔다. 하지만 운항 중 선박의 내항성능을 실시간으로 평가하기 위해 이러한 시뮬레이션을 실제 운항조건에 맞추어 수행하는 것은 계산시간의 한계로 인해 현실적이지 않다. 본 연구에서는 기계학습 기반의 근사모델을 활용하여 선박의 내항성능 평가 요소들 중 하나인 횡동요 운동특성을 합리적으로 보다 빠르게 예측하는 방법을 소개하고자 한다. 다양한 학습 기법과 데이터의 샘플링 조건을 적용하여, 얻어진 근사모델의 결과와 운동해석 결과의 오차가 거의 1% 내로 일치함을 보였다. 따라서 이러한 방법을 활용하면 선박의 실시간 내항성능을 평가하는데 효율적으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

등가선형화방법을 이용한 선체의 불규칙 횡동요 운동의 통계적 해석 (Statistical Analysis of Random Ship Rolling Using Equivalent Linearization Method)

  • 김동수;이원경
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.39-45
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    • 1993
  • 불규칙 해상에서의 선체의 횡동요운동을 해석하기 위하여 등가선형화방법을 사용 하였다. 일자 유도 선형 횡동요운동 모델에다가 2차의 비선형 감쇠항과 3차 및 5차의 비선형 복원 모멘트를 추가 하였으며 불규칙 기진 모멘트는 가우스 백색잡음으로 가정 하였다. 등가선형화 방법을 사용하여 예측한 응답의 통계적 특성을Simulation 결과와 비교 하였다.

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동유체력 계산을 이용한 수중운동체의 횡동요 계수 변화 예측 (ESTIMATION OF ROLL COEFFICIENT OF UNDERWATER VEHICLE USING A CALCULATION OF HYDRODYNAMIC FORCES)

  • 김태우;강태진;박원규;정철민
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.81-87
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    • 2015
  • For Underwater vehicles, Unwanted roll excursions are inevitable as they are caused by induced propeller torque, disturbances, and banking motion during turns. To estimate the manoeuvring performance of underwater vehicle, it is necessary to obtain the roll coefficient of body. This paper was covered estimation of roll coefficient of underwater vehicle using STAR-CCM+, commercial CFD(Computational Fluid Dynamics) code. The RANS equations for incompressible fluid flows was solved numerically by using a finite volume method. An MRF(Moving Reference Frame) Method was Also adopted for rotations of body. For the validation, the flow around a DARPA SUBOFF bare hull model was simulated and good agreement with experiments was obtained. And Pure roll coefficients were calculated and campared with the experimental data which were presented by Seoul National University. Finally, an underwater vehicle model with propeller was simulated and analyzed for estimation of roll coefficient variation caused by induced propeller torque.

등가 비선형화법 적용에 의한 선박의 비선형 횡동요 계산 (Application of Equivalent Nonlinear Method to Nonlinear Rolling Motoion of Ships)

  • ;권순홍;김대웅
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.92-98
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    • 1993
  • 불규칙 해상에서 선박의 큰 횡요각의 예측이 중요한 과제로 대두 되고 있다. 본 논문에서는 추계적 해석에 의한 이의 예측 방법을 제시한다. 즉, 주어진 비선형 횡요 운동 방정식으로 부터 배의 횡요각과 각속도의 확률 밀도 함수를 구하는 방법으로 평균화 법과 등가 비선형화 법을 적용하였고 각종 계수들의 값의 변화에 따른 예측 결과를 다른 논문에서 제시한 simulation 결과와 비교하였다.

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