• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.67-73
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• 2005

This paper describes depth, heading and speed control of an underwater vehicle that has four stern thrusters of which forces are coupled in the diving and, steering motion, as well as the speed of the vehicle. The optimal linear quadratic controller is designed based on a linearized- state space model, developed by combining the dynamic equations of speed, steering and diving motion. The designed controller gives provides an optimal thrust distribution, minimizing the given performance index to control speed, depth and heading simultaneously. To validate the performance of the controller, a simulation and tank-test are carried out with DUSAUV (Dual Use Semi-Autonomous Underwater Vehicle), developed by KORDI as a test-bed for testing new underwater technologies. Optimal gains of the controller are tuned, using a computer simulation environment with a nonlinear 6-DOF numerical DUSAUV model, developed by PMM (Planner Motion Mechanism) test. To verify the performance of the presented controller in experiment, a tank-test with DUSAUV is carried out in the ocean engineering basin in KORDI. The experimental results are also compared with the simulation results to investigate the accordance of the numerical and the real mode.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.41-47
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• 2018

부이형 수중감시 시스템은 필요시 특정해역에 설치되어 일정기간 운용하고 회수이후, 다른 해역으로 이동하여 수중감시를 수행하는 장비이다. 본 논문에서는 부이형 수중감시 시스템에 적용되는 계류라인에 대하여 설치성을 유지하고 안정적인 운용이 가능하도록 계류방법을 선정하고 계류라인의 구조를 설계하였다. 부이형 수중감시 시스템의 구성요소인 배열센서조립체의 신호전송 케이블의 간섭을 고려하여 2점 계류방법을 선정하였고, 계류라인은 해역 이동에 따른 설치/회수성을 고려하여 부이체인, 나일론 로프, 그리고 앵커체인의 3단 복합구조를 기본 구성으로 설계하였다. 설계 유효성을 검증하기 위하여 수치실험과 조파수조 시험을 수행하여 유사성을 확인하였으며, 최종적으로 해상시험 위치의 환경을 대상으로 계류라인의 설계를 수행하였다. 최종 설계에 의해 제작된 계류라인은 해상시험을 통하여 설계 시 고려한 유의파고 이상에서도 안정적인 계류를 수행함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.754-757
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• 2007

본 논문은 시변하는 열악한 수중환경에서 복잡도를 줄이면서 강인한 수중 음향 데이터 통신 시스템의 구현내용과 천해역에서의 실해역 시험결과를 다루고 있다. 실해역 시험시의 복잡하고 시변하는 실험환경에 쉽게 적용할 수 있도록 수중음향센서와 증폭기를 제외한 모든 부분을 디지털화된 송신시스템과 수신 시스템으로 구현하였다. 프레임 동기방식으로 CAZAC 시퀀스가 사용되었고, 중심주파수 25kHz와 대역폭이 5kHz를 갖는 QPSK 변복조 방식이 사용되어 오버헤드를 포함하여 10kbps의 전송율을 가질 수 있도록 설계되었으며, 전송 효율을 향상시키기 위해서 적응 빔형성기, 적응 등화기, 컨볼루션/Viterbi 부호화기 등과 같은 여러 가지 기술이 사용되었다. 개발된 시스템의 성능검증을 위해서 거제도 장목연안의 수심 8m에서 실시간 데이터 통신 시험을 수행하였으며, 전송거리 7.4km에서 10kbps의 전송속도를 가지고 영상 데이터가 성공적으로 전송되었음을 확인하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.284-291
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• 2012

Recently, development of underwater robot has actively been in progress in the world as ROV(Remotely Operator Vehicle) and AUV(Autonomous Unmmanded Vehicle) style. But KIOST(Korea Institute of Ocean Science and Technology), beginning in 2010, launched the R&D project to develop the robot, dubbed CRABSTER(Crab + (Lob)ster) in a bid to enhance the safety and efficiency of resource exploration. CRABSTER has been designed to be able to walk and swim with its own legs without screws. Among many research subjects regarding CRABSTER, optimal swimming patterns are handled in this paper. In previous studies, drag forces during one period with different values for angle of each joint were derived. However kinematics of real-robot and fluid-dynamics are not considered. We conducted simulations with an optimization algorithm for swimming by considering simplified fluid dynamics in this paper. Drag-coefficients applied to the simulation were approximated values calculated by CFD(Computational Fluid Dynamics : Tecplot 360, ANSYS). In addition, optimized swimming patterns were applied to a real robot. The experiments with the real robot were conducted in circumstances in the water. As a result, when the experiments were carried out in the water, a regular pattern of drag force output came out depending on the movement of the robot. We confirmed the fact that the drag forces from the simulation and the experiment has a high similarity.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.11-20
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• 2021

최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한물리치료과학회지
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• 제30권1호
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• pp.41-51
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• 2023

Background: The purpose of this study was to identify the effects of underwater and ground proprioceptive neuromuscular facilitation lower extremity pattern exercise on trunk control and lower extremity muscle activity of chronic stroke patients. Design: Pretest-posttest design: single blind. Methods: The subjects were 28 patients (experimental group, n=14 or control group, n=14) diagnosed with chronic stroke. The experimental group performed underwater proprioceptive neuromuscular facilitation lower extremity pattern exercise. The control group performed ground proprioceptive neuromuscular facilitation lower extremity pattern exercise. Training was conducted once a day for 30 minutes, five days per week for six. Trunk control was measured using the Trunk Impairment Scale. Lower extremity muscle activity was measured using surface electromyography. Results: As a result of comparison within groups, the experimental and control group showed significant difference for trunk control after the experiment (p<0.05). In comparison between two groups, the experimental group showed more significant difference in trunk control than the control group (p<0.05). In comparison within groups, the experimental group showed significant difference for lower extremity muscle activity after the experiment (p<0.05). In comparison between two groups, the experimental group showed more significant difference in lower extremity muscle activity than the control group (p<0.05). Conclusion: Based on these results, underwater proprioceptive neuromuscular facilitation lower extremity pattern exercise effectively improved the trunk control and lower extremity muscle activity of chronic stroke patients.

• 한국음향학회지
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• 제21권7호
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• pp.606-613
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• 2002

본 논문에서는 수중에서 송신 빔 형성기를 이용한 고속 데이터 전송 기법을 연구하였다. 또한 범용 디지털 신호처리 프로세서와 다수의 디지탈-아날로그 변환기를 이용한 시험용 송신단을 설계 및 구현하였으며, 구현된 시스템을 이용하여 수조에서 실험을 수행하여 그 성능을 분석하였다. 이때 실험 과정을 단순화하기 위하여 채널 코딩 및 등화기 (equalizer) 등과 같은 과정은 생략하였고, 간장 간단한 디지털 통신 변조 기법인 OOK(On-Off keying) 기법을 사용하였다. 실험 결과 5개의 하이드로폰 송신 어레이를 사용한 경우에 1개만 사용했을 때보다 오차율 10/sup -2/을 기준으로 전송 속도가 약 3배 향상되었으며, 실험에 사용된 수조에서 음성 신호 전송을 위해 400 bps 정도까지 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.585-591
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• 2020

적응형 전송 기법은 수중 음향 채널의 상태에 따라 전송 파라미터를 변경하여 전송 및 성능을 향상 시키는 효율적인 방법이다. 본 논문에서는 적응형 전송 기법에서 전송 모드를 결정하기 위한 네 가지 모드와 이의 모드를 검출하기 위한 세 가지 임계값 검출 알고리즘을 제안한다. 송신기에서 정보비트의 크기를 자유롭게 설정하기 위하여 컴볼루션 부호를 사용하였으며, 수신기에서는 성능을 향상시키기 위하여 BCJR 복호 기반 터보등화기법을 적용하였다. 또한 수중 실험을 통해 각 모드에서 성능을 만족하는 임계값 간의 관계를 분석하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권1호
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• pp.35-44
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• 2017

Supercavitation is one of the most attractive technologies to achieve high speed for underwater vehicles. However, the multiphase flow with high-speed around the supercavitating vehicle (SCV) is difficult to simulate accurately. In this paper, we use modified the turbulent viscosity formula in the Standard K-Epsilon (SKE) turbulent model to simulate the supercavitating flow. The numerical results of flow over several typical cavitators are in agreement with the experimental data and theoretical prediction. In the last part, a flying SCV was studied by unsteady numerical simulation. The selected computation setup corresponds to an outdoor supercavitating experiment. Only very limited experimental data was recorded due to the difficulties under the circumstance of high-speed underwater condition. However, the numerical simulation recovers the whole scenario, the results are qualitatively reasonable by comparing to the experimental observations. The drag reduction capacity of supercavitation is evaluated by comparing with a moving vehicle launching at the same speed but without supercavitation. The results show that the supercavitation reduces the drag of the vehicle dramatically.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권2호
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• pp.154-165
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• 2006

본 연구에서는 수중 천퇴부에서 쇄파가 발생할 시 주변 파랑과 파랑류의 평형계를 직접 해석할 수 있는 Boussinesq 방정식 모델을 수립하고 이 결과를 수리실험 결과와 비교하였다. 사용된 쇄파모델은 쇄파 감쇠항을 모멘텀 방정식에 포함시키는 일종의 와점성 계수 모델이며, 관련된 쇄파 매개변수의 적정 값들을 Vincent and Briggs (1989)의 규칙파 실험자료를 이용한 민감도 분석을 통하여 결정하였다. 구해진 적정 매개변수 값들을 가지고 수치해석을 수행하여 이 결과를 불규칙파 실험결과와 이어도 천연암초의 수리모형실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 천퇴부 하류 쪽에 파 진행방향으로 향하는 강한 쇄파유도류가 발생함에 따라 저파고대가 형성되며 전반적으로 계측파고의 분포와 유사함을 확인하였다.