• 대한조선학회논문집
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• 제52권3호
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• pp.187-197
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• 2015

This study aims the development of a semi-analytic method for the parametric roll of large containerships advancing in longitudinal waves. A 1.5 Degree-of-Freedom(DOF) model is proposed to account the change of transverse stability induced by wave elevations and vertical motions (heave and pitch). By approximating the nonlinearity of restoring moment at large heel angles, the magnitude of roll amplitude is predicted as well as susceptibility check for parametric roll occurrence. In order to increase the accuracy of the prediction, the relationship between righting arm(GZ) and metacentric height(GM) is examined in the presence of incident waves, and then a new formula is proposed. Based on the linear approximation of the mean and first harmonic component of GM, the equation of parametric roll in irregular wave excitations is introduced, and the computational results of the proposed model are validated by comparing those of weakly nonlinear simulation based on an impulse-response-function method combined with strip theory. The present semi-analytic doesn’ t require heavy computational effort, so that it is very efficient particularly when numerous sea conditions for the analysis of parametric roll should be considered.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.38-47
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• 1992

본 연구에서는 항만내 파도응답과 항만안에 계류된 선박의 운동응답을 선형포텐셜이론으로 해석하고 모형시험을 수행하여 항만공진문제의 물리적 특성과 항만내 계류된 선박의 운동특성을 밝혔다. 유체영역을 해양과 항만영역으로 나누어 각 영역에서 경계치문제를 독립적으로 푼 다음, 두 영역의 해를 항만입구에서 정합하여 미지수를 구함으로써 선박에 입사하는 항만내 파도응답을 유도하였다. 선박에 작용하는 파기진력을 계산하고 선체운동에 따르는 동유체력을 해석하였다 얻어진 유체력을 이용하여 운동방정식을 풀어 선박의 운동변위를 구하였다. 사각형 항만안에 계류된 선박의 운동응답에 대한 실험을 수행한 결과 계산치와 실험치는 정성적으로 서로 비슷한 경향을 보이나 정량적으로 차이를 보이고 있음을 확인하였다. 여기서는 우선 선체운동중 대칭운동(전후동요-수직동요-종동요)만을 취급하였다. 비대칭운동(좌우동요-횡동요-선수동요)과 실험결과는 다음 기회에 발표할 예정이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1031-1037
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• 2021

국내 선박의 해양사고 발생률은 지속적으로 증가하고 있으며, 총톤수(Gross tonnage) 10톤 미만의 소형선박에서 집중적으로 발생하고 있다. 선박의 전복사고는 인명 및 재산 피해를 동반하기 때문에 반드시 예방되어야 하는 사고임에도 불구하고, 전복사고와 관련이 깊은 운항중인 소형선박의 내항성능 연구는 미진한 상태이며 내항성능과 관련된 국내·외 규정이 존재하지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 전복사고가 발생한 소형선박의 재결서를 조사하여 전복사고의 주요 원인이 적재상태 불량이라는 점을 파악하고, 대표 선박을 선정하여 유체정역학적 계산 및 내항성능 해석을 수행하였다. 일반적으로 선박은 운항중 6자유도 운동을 하게 되는데 본 연구에서는 전복사고와 관련이 깊은 횡동요(Roll)를 알아보기 위해 대표 선박의 응답진폭연산자(RAO) 및 운동응답 스펙트럼(Response Spectrum)을 계산하고 3시간동안의 파도 정상상태(Stationary)에 대한 단기(Short Term) 통계 해석을 수행하였다. 그 결과 적재상태가 불량할 때에는 선박의 횡동요가 크게 발생하여 선박의 안정성을 크게 감소시킨다는 사실을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.688-696
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• 2023

본 연구에서는 어선의 운동성능을 향상하기 위해 부착되는 부가물의 조합과 파라미터 변경에 따른 어선의 자유 횡 동요 감쇠와 저항 성능을 평가하였다. 성능 평가를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용한 수치해석을 수행하였으며, 주요 부가물인 빌지킬과 선저킬의 조합과 치수 변경에 따른 횡 동요 주기와 감쇠 계수의 변화를 확인하였다. 선저킬의 경우 길이가 변화함에 따른 횡 동요 감쇠 계수의 변화가 상대적으로 크지 않음을 확인하였다. 반면 빌지킬의 경우 길이와 각도의 증가에 따라서 횡 동요 감쇠 계수가 증가함을 확인하였다. 4가지 부가물 조합 조건과 나선의 저항 성능을 비교하였으며, 부가물에 의한 어선의 자세와 압력분포의 변화로 인해 저항이 증가함을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 부가물 크기와 배치가 어선의 운동 및 저항 성능에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 어선 적용 시에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2013년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.20-20
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• 2013

• 대한조선학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.22-31
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• 2006

Recent studies have shown that the short time solution of the equation of motion for the rolling of ships is important in deciding the possibility of capsize of ships due to the excessive heel. Since most of known solutions for nonlinear equations of motion are long time or steady periodic solutions, here a simple way is described to get the short time solutions of the Duffing equation, which was chosen for deriving a criterion for the capsize of the ship. With the small external rolling moment, we first assume the state of the small damping and near resonance. Then, for cases when the frequency of the external moment is higher than the resonant one, an inequality was derived as a criterion for the capsize. This gives the range of the initial condition and the magnitude of the external moment which should be avoided for a ship to be safe from capsize. Furthermore, from the linearized equation, it is also shown that a simple and self-explanatory solution can be obtained consistent with that for the case of no damping, which yields the well-known linear growth with time.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.227-241
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• 2017

In this study, a Volterra system for the variations of metacentric height (GM) in waves is employed to simulate the parametric roll phenomena of ships in head sea condition. Using the present Volterra system, the transfer function of each harmonic component in the GM variation is computed for different ship models, including mathematical models and a real containership, and the results are validated through the comparison with the values obtained using the direct calculations based on a weakly nonlinear time-domain method. Then, a semi-analytic approach employing a 1-degree of freedom equation for roll motion is developed to simulate the parametric roll motions in irregular waves. In the derived approach, the nonlinear and time-varying restoring forces in the waves are approximated using the Volterra system. Through simulations of the parametric roll for different sea states, the effects of the 1st and 2nd-order harmonic components of the variations in the occurrence and amplitude of the parametric roll motions are investigated. Because of the strong nonlinearities in the phenomena, a stochastic analysis is conducted to examine the statistical properties of the roll motions in consideration of the sensitivities and uncertainties in the computations.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.667-674
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• 2006

Accurate prediction of ship dynamics, particularly roll motion, is very important in ship safety. In the past, empirical or vortex based methods were commonly used for the hydrodynamic roll damping predictions but they could not be applied to practical ship roll motion cause of limitations about geometries ad design conditions. Recently RANS-based techniques are developed for the practical ship motion analysis. In this study, RANS based roil analysis about a rectangular cylinder with WAVIS developed by MOERI/KORDI are performed and compared with the experimental data and other RANS results.

• 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.

• 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.