• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.8-15
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• 2002

B-spline을 이용하여 물체의 형상과 포텐셜을 표현함으로써, 저차경계요소법의 단점들을 극복하고 수치계산의 정도를 높이기 위한 고차 패널법을 개발하였다. 물체표면과 자유표면에 법선 다이폴과 쏘스를 분포시켰으며, 자유표면 및 방사조건을 만족시키기 위해 상류차분식을 사용하는 대신 B-spline의 기저함수를 미분하여 선형화된 자유표면 경계조건에 직접 적용하였다. 이 방법을 적용함으로써 Dawson 방법에서 문제가 되었던 수치감쇠 문제를 피할 수 있었다. 수치계산 프로그램을 검증하기 위해 2차원 원주주위의 유동계산과 날개면 주위의 유동해석을 수행하였으며, B-spline 기저 고차패널법에 의한 수치계산 결과가 저차패널법에 비해 빠른 수렴성과 정확성을 보였고 계산에 필요한 패널 수가 현저히 줄어드는 대단히 만족스러운 결과를 얻었다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권2호
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• pp.16-31
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• 2008

The lifting-surface programs have been used successfully in practice for the design and global performance prediction of the marine propellers. To predict the pressures on the blade for the strength analysis, the constant panel method has been a good alternative. To meet the need for more accurate information on the pressure near the tip region and the trailing edge of the blade, the higher order panel method (HiPan, hereinafter) based on a B-spline is developed and now available. However, there is an increasing demand to get the highly reliable unsteady behavior of the pressure near the tip region by the HiPan. The ultimate goal of our efforts is to develop the fully unsteady higher order panel code for the propeller. In the present paper, we will show the numerical procedure applicable to unsteady problems of the three dimensional hydrofoil in a sinusoidal gust and heave motions.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제10권1호
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• pp.10-26
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• 2006

The radiation problem for oscillating bodies on the free surface has been formulated by the over-determined Green integral equation, where the boundary condition on the free surface is satisfied by adopting the Kelvin-type Green function and the irregular frequencies are removed by placing additional control points on the free surface surrounded by the body. The B-Spline based higher order panel method is then applied to solve the problem numerically. Because both the body geometry and the potential on the body surface are represented by the B-Splines, that is in polynomials of space parameters, the unknown potential can be determined accurately to the order desired above the constant value. In addition, the potential expressed in B-Spline can be differentiated analytically to get the velocity on the surface without introducing any numerical error. Sample computations are performed for a semispherical body and a rectangular box floating on the free surface for six-degrees of freedom motions. The added mass and damping coefficients are compared with those by the already-validated constant panel method of the same formulation showing strikingly good agreements.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.113-123
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• 2005

A higher order panel method based on B-spline representation for both the geometry and the solution is developed for the analysis of steady flow around marine propellers. The self-influence functions due to the normal dipole and the source are desingularized through the quadratic transformation, and then shown to be evaluated using conventional numerical quadrature. By selecting a proper order for numerical quadrature, the accuracy of the present method can be increased to the machine limit. The far- and near-field influences are shown to be evaluated based on the same far-field approximation, but the near-field solution requires subdividing the panels into smaller subpanels continuously, which can be effectively implemented due to the B-spline representation of the geometry. A null pressure jump Kutta condition at the trailing edge is found to be effective in stabilizing the solution process and in predicting the correct solution. Numerical experiments indicate that the present method is robust and predicts the pressure distribution on the blade surface, including very close to the tip and trailing edge regions, with far fewer panels than existing low order panel methods.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.353-360
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• 2008

A numerical model for the analysis of the marine propeller including wake roll-up is presented. In this study, we apply a higher-order panel method, which is based on a B-spine representation for both generations of the propeller geometry and hydrodynamic solutions, to predict the flow around the propeller blades. The present model is validated by comparison of the experimental measurements. The results show that the present method is able to predict the improved pressure distributions on the blade surface, especially very close to propeller tip regions, where other panel methods without the wake roll-up model give erroneous results.

• 한국해양공학회지
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• 제31권3호
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• pp.189-195
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• 2017

A three-dimensional higher order boundary element method based on the B-spline is presented. The method accurately models piecewise continuous bodies and induced velocity potentials using B-spline tensor product representations, and it is capable of obtaining accurate pointwise values for the potential and its derivatives, especially in the trailing edge and tip region of the lift generating body, which may be difficult or impossible to evaluate with constant panel methods. In addition, we implement a wake roll-up and examine the tip vortex formation in the near wake region. The results are compared with existing numerical results and the results of experiments performed out at the cavitation tunnel of Chungnam National University.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.27-36
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• 2000

기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 2차원 고차 패널법이 개발되어 수중익 문제의 해석에 적용되었다. 기존의 Lee/Kerwin은 한 패널에 여러 개의 제어점을 배치하여 최소자승법에 의해 해를 구하였으나, 본 논문에서는 필요한 개수의 제어점 만을 표면에 규칙적으로 배열하여 해를 구할 수 있음을 수치 실험을 통하여 보였다. 특히, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록 하는 동역학적 Kutta 조건식의 도입이 중요하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 해석해에 의해서 구해진 2차원 날개의 압력 분포와의 비교를 통하여, 적은 수의 제어점을 선정하여도 정확한 해를 얻을 수 있음을 보였으며, 동시에 계산속도도 현저하게 감소함을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.9-20
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• 1999

기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 2차원 고차 패널법이 개발되어 수중익 문제의 해석에 적용되었다. 제어점이 패널내에 놓이는 경우, 고차의 다이폴과 쏘오스에 의해 유기되는 자기 유기 포텐셜의 특이 거동을 제거하기 위하여 피적분 함수를 특이 부분과 비특이 부분으로 나누어, 특이 부분을 해석적인 적분으로 비특이 부분은 정도 높은 Gauss 구적법으로 계산함으로써 유기 포텐셜을 정도 높게 구할 수 있음을 보였다. 또한, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록하는 동역학적 Kutta 조건식을 도입하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 수치 실험을 통하여, 제안된 수치해석 기법이 안정적이고 정확한 해를 줌을 확인하였으며, 특히 저차 패널법과 비교하여 적은 수의 패널로 동일한 정도를 유지할 수 있음을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.57-69
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• 2000

기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 3차원 고차 패널법은 프로펠러 주위의 유동을 해석하기 위해 개발되었다. 제어점이 패널내에 놓이는 경우, 고차의 다이폴과 쏘오스에 의해 유기되는 자기 유기 포텐셜의 특이 거동은 2차 변환(quadratic transformation)을 통하여 제거하였으며, 특이 부분은 해석적인 적분으로 비특이 부분은 정도 높은 Gauss 구적법으로 계산함으로써 유기 포텐셜을 정도 높게 구할 수 있음을 보였다. 또한, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록하는 동역학적 Kutta 조건식을 도입하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 수치 실험을 통하여, 제안된 수치해석 기법이 안정적이고 정확한 해를 줌을 확인하였으며, 특히 저차 패널법과 비교하여 적은 수의 패널로 동일한 정도의 해를 유지할 수 있음을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.306-320
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• 2010

Modern ultra-large container carriers can be exposed to the unprecedented springing excitation from ocean waves due to their relatively low torsional rigidity. Large deck opening on the deck of container carriers tends to cause warping distortion of hull structure under wave-induced excitation, eventually leading to the higher chance of resonance vibration between its torsional response and incoming waves. To handle this problem, a higher-order B-spline Rankine panel method and Vlasov-beam FE model was directly coupled in the time domain, and the coupled equation was solved by using an implicit iterative method. In order to capture the complicated behavior of thin-walled open section girder, a sophisticated beam-based finite element model was developed, which takes into account warping distortion and shear-on-wall effect. Then, the developed beam model was directly coupled with the time-domain Rankine panel method for hydrodynamic problem by using the fixed-point iteration method. The developed computational scheme was validated through the comparison with the frequency-domain solution on the container carrier model in linear springing regime.