• Ocean Systems Engineering
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• 제9권1호
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• pp.21-42
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• 2019

In this paper, the Finite-Analytic Navier-Stokes (FANS) code is coupled with an in-house finite-element code to study the dynamic interaction between a floating buoy and its mooring system. Hydrodynamic loads on the buoy are predicted with the FANS module, in which Large Eddy Simulation (LES) is used as the turbulence model. The mooring lines are modeled based on a slender body theory. Their dynamic responses are simulated with a nonlinear finite element module, MOORING3D. The two modules are coupled by transferring the forces and displacements of the buoy and its mooring system at their connections through an interface module. A free-decay model test was used to calibrate the coupled method. In addition, to investigate the capability of the present coupled method, numerical simulations of two degree-of-freedom vortex-induced motion of a CALM buoy in uniform currents were performed. With the study it can be verified that accurate predictions of the motion responses and tension responses of the CALM buoy system can be made with the coupling CFD-FEM method.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-137
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• 2016

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.92-99
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• 1991

해상에 계류된 부유체는 입사하는 파도에 의해 선형항인 파랑하중과 함께 2차항인 표류력을 받는다. 2차항의 표류력은 자유표면조건의 비선형성에 의해 서로 유사한 주파수를 갖는 2개의 선형 성분파간의 상호작용으로 발생하는 장주기 성분을 포함하고 있다. 대개의 계류계의 수평 인장력은 관성력항에 비해 아주 작은 양이고, 따라서 계류계의 설치로 나타나는 부유체의 수평운동 고유주기는 장주기이므로 때로는 공진이 일어나게 된다. 이렇게 야기된 대진폭운동은 작업조건을 악화시키는 것은 물론 계류계에 심각한 손상을 줄 수 있다. 부유체의 계류계로 최근 관심을 모으고 있는 Turret 계류계의 설계에도 이러한 장주기 표류력에 대한 고려와 함께 풍향성이 있는(weathervaning) 천이운동시 Roller Bearing에 걸리는 수평하중에 대한 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 불규칙파중에 계류된 부유체에 작용하는 장주기 표류력을 2차 전달함수를 사용하여 계산한 뒤 장주기 표류력에 의한 전후동요를 시간기억 효과를 고려하여 시뮬레이션하였다. 계류계로는 분산된(spread) Turret형 계류계를 대상으로 하였으며 계류계의 수평인장계수를 매시간 단계마다 계산하는 방법으로 비선형성을 고려하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.360-366
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• 2004

침하식 가두리 시설의 안정성 평가를 위한 기초 단계로서 일방향 규칙파 중 2점 계류된 원통형 부체를 대상으로 부설 수심의 변화에 따른 부체의 동적 거동 및 계류삭에 작용하는 장력 산정에 관한 수치 계산을 수행하였다. 수치 계산 결과, 수면 상에 설치된 부체를 수면 아래의 약 1/2되는 수층까지 침하 시킨 경우 그것은 동적 거동과 파력은 초기 상태에 비해 각각 최대 50%와 77%까지 감소되어 시설물을 수중으로 침하 시키면 그것의 안정성 유지에 매우 효과적임을 확인할 수 있었다. 또한 부체의 전 후단 변위 및 계류삭에 작용하는 장력의 최대치는 부체의 고유 주기의 영향으로 인해 그것은 길이 d 에 대한 파장 ${\lambda}$의 비 즉, d/${\lambda}$가 약 0.66에서 나타났으며, 이와 같은 현상은 기존 수리 모형실험 결과와 비교적 잘 일치하였다. 그러나 본 수치 계산의 신뢰성 확인을 위해서는 수리 모형실험을 통해 부체의 고유 주기와 작용 파고에 대한 전 후단 변위 등에 대한 충분한 검토가 요구된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권3호
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• pp.174-181
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• 2014

선형발전기가 연결된 부이의 수직운동에 대한 시간영역 해석을 수행하여 얻은 시계열 자료를 가지고 선형발전기를 설계하고 전기에너지 출력특성 및 효율에 대해 살펴보았다. 1차 변환장치로 원통형 부이를 선택하였고, 2차 변환장치로 양측식 할박(Halbach) 배열 영구자석 가동자와 철심형 슬롯리스(Slotless) 고정자로 구성된 선형발전기를 사용하였다. 시간영역에서 부이의 수직운동 속도와 파랑하중을 입력자료로 직선형 영구자석 발전기가 설계되었고, 설계된 발전기는 규칙파 조건에서 유한요소 해석법을 적용하여 발전특성해석을 수행함으로써, 그 타당성이 입증되었다. 또한 불규칙파 조건에서 합리적이고 빠른 해석을 위해, 등가회로법을 적용하여 발전특성 해석을 수행하였는데, 그 결과 역시 매우 타당함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.224-231
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• 2013

The concept of the natural frequency is useful for understanding the characters of oscillating systems. However, when a circular cylinder floating horizontally on the water surface is heaving, due to the hydrodynamic forces, the system is not governed by the equation like that of the harmonic one. In this paper, in order to shed some lights on the more correct use of the concept of the natural frequency, a problem of the heaving circular cylinder is analyzed in the time domain. The equation of motion, an integro-differential equation, was derived following the fashion of Cummins (1962), and its coefficients including the retardation function were obtained using the numerical solution of Lee (2012). The equation was solved numerically, and the experiment was also carried out in the CNU flume. Using our numerical and experimental results, the natural frequency was defined as its average value given by the motion data excluding those of the initial stage. Our results were then compared with those of the existing investigations such as Maskell and Ursell (1970), Ito (1977) and Yeung (1982) as well as the newly obtained results of Lee (2012). Comparison showed that the natural frequency obtained here agrees well with that of Lee (2012), which was found through the frequency domain analysis. It was also shown that the approximation of heaving motion by a damped harmonic oscillation, which was regarded as suitable by most previous investigators, is not physically suitable for the reason that can be clearly shown through comparing the shape of MCFRs(Modulus of Complex Frequency Response). Furthermore, we found that although the previous approximations yield the damping ratio significantly different from our result the magnitude of natural frequency is not much different from our result.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.152-159
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• 1999

본 논문에서는 교류전압 인가시 모의 GIS내에 존재하는 금속이물의 거동현상에 대해 연구하였다. 평행평판 전극을 내장한 가스챔버를 설계·제작하고, 전국내 선형 및 구형의 금속이물에 대해 부상전압을 계산 및 측정하였다. 또한 각각의 금속이물에 대전되는 전하량을 계산하였다. 고속카메라를 이용하여 금속이물의 종류 및 인가전압에 따른 거동양상과 부상시간, 부상높이 등의 거동특성을 분석하였다. 전계인가시 금속이물의 대전 전하량은 금속이물의 크기에 따라 증가하며, 부상전압은 서형 및 구형 금속이물의 직경에 큰 양형을 받는 것으로 나타났다. 금속이물의 부상이후 부상전압 부근의 전압에서의 선형 금속이물은 후 전극과 거의 수직인 상태로 상하 왕복운동을 하며, 거의 수직상태로 움직이는 거동 형태를 나타내었다. 절연파괴전압에 가까운 전압에서는 금속이물은 부상 중에 수회 수직회전을 반복하며, 장시간 부유하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.352-358
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• 2004

본 논문은 움직임 벡터의 분포특성을 이용한 새로운 움직임 벡터 탐색 알고리즘과 정수 연산만을 필요로 하는 정수형 DCT(Discrete Cosine Transform)를 사용하여 H.263 환경에서 동영상 부호기의 성능향상에 대해 연구한다. 정수형 DCT는 Un(Walsh-Hadamard Transform)와 정수 lifting을 이용하여 정수의 덧셈 연산만으로 DCT연산을 수행하므로 부동소수점수의 곱셈을 포함하는 기존 DCT에 비하여 연산량은 줄이면서도 동일한 PSNR을 얻는다. 새로운 움직임 벡터 탐색 알고리즘은 기존의 움직임 벡터 탐색 알고리즘인 3SS(Step Search)나 4SS에 비하여 움직임 추정에 필요한 연산량을 감소시키면서 거의 비슷한 PSNR을 보인다. 또한 모의 실험에서 H.263 부호기 환경에서 정수형 DCT와 기존 DCT는 서로 호환됨을 보인다. 따라서 본 논문에서 제안한 부호화 방법은 H.263 부호화 과정에서 동영상 정보의 효율적인 실시간 처리를 가능하게 하며 다른 동영상 부호기에도 적용하여 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.931-936
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• 2006

This paper presents different issues of the real-time compression algorithms without compromising the video quality in the distributed environment. The theme of this research is to manage the critical processing stages (speed, information lost, redundancy, distortion) having better encoded ratio, without the fluctuation of quantization scale by using IP configuration. In this paper, different techniques such as distortion measure with searching method cover the block phenomenon with motion estimation process while passing technique and floating measurement is configured by discrete cosine transform (DCT) to reduce computational complexity which is implemented in this video codec. While delay of bits in encoded buffer side especially in real-time state is being controlled to produce the video with high quality and maintenance a low buffering delay. Our results show the performance accuracy gain with better achievement in all the above processes in an encouraging mode.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권7호
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• pp.641-645
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• 2004

In this study, we focus on the submerged plate built into the Very Large Floating Structure with the partial openings of 5m long, which enables the reverse flow of incident wave to generate the wave breaking. The purpose of this study is to investigate the characteristics of wave exciting forces acting on the submerged plate. Firstly, we have carried out the extensive experiments to understand the characteristics of the wave exciting forces. Then we have performed the numerical simulations by applying the Marker and Cell method and compared with the experimental results. We discuss the validity of MAC method and the effects of the submerged plate on the motion of VLFS.