• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2751-2757
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• 2015

유도제어 시스템 체계 개발의 초기단계에는 운용 효과도 도출 및 요구사항 적합성 검토를 통한 체계 개략사양도출을 위해 효과도 분석을 수행한다. 본 논문에서는 M&S (Modeling & Simulation)를 활용하여 항법센서 성능과 환경영향(조류의 세기와 방향)에 따른 유도제어 시스템의 목표점 도달 정확도에 대한 운용 효과도 분석을 수행한다. 효과도 분석을 위해 6자유도 운동모델, 환경모델, 유도항법제어모델을 구성한다. 항법센서는 관성항법센서(Inertia Navigation Sensor, INS)와 도플러 속도센서(Doppler Velocity Log, DVL)로 구성하고, 환경변수는 조류(current)의 세기와 방향이다. 수치 시뮬레이션 결과는 CEP(Circular Error Probability)와 분산을 이용한 확률분석으로 분석한다. 효과도 분석 결과는 항법센서의 가격을 고려한 비용 대비 효율 분석에 활용하여 가격 대비 높은 성능의 센서 사양을 도출할 수 있다. 본 논문에서는 높은 수준의 INS와 낮은 수준의 DVL을 이용하면 가격 대비 성능이 높은 복합항법센서를 구성한다는 것을 보여준다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.9-15
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• 2012

추력변화를 초공동 수중운동체의 추진체로 사용되는 수반응성 금속입자와 해수는 연소챔버 내에서 균질하게 혼합될 때 비추력이 극대화 된다. 본 연구의 목적은 상사성의 관점에서 분사기 형상이 입자 분포에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 PIV기법을 이용하여 반경방향의 입자 분포와 입자 평균속도의 상사성에 대하여 알아보았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.601-607
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• 2005

This paper describes a hydrodynamic modelling study based on the Feldman's equation to predict the nonlinear and coupled maneuvering characteristics of high speed submarine. The hydrodynamic coefficients set is obtained from the modeling of the cross flow drag force and sail induced vorticity, and the captive model experiments(VPMM and RA test) results used to improved the accuracy. The results contained in this paper will be helpful to predict the behavior of tight turn maneuver and to improve the SOE(Safety Operational Envelope) analysis in case of emergency maneuver.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권2호
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• pp.188-194
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• 2018

Recently a supercavitating underwater vehicle moving at high speed over 200 knots has been of interest for its practical advantage of the dramatic drag reduction. Many experimental and numerical studies have been explored, however most of the studies deal with the case of uniform flows. In this paper, we investigated physical behaviors of the artificial supercavity in a periodic gust flow. Experiments were carried out at a cavitation tunnel of the Chungnam National University(CNUCT), which is equipped to remove the gas supplied from outside of the tunnel. We devised an experimental apparatus generating vertical and horizontal gust flows, and investigated the supercavity formations at different periodic mode of the incoming flow.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제16권6호
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• pp.867-880
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• 2013

The development for a high speed underwater vehicle has been demanded for a long time, and it is possible to realize using supercavitation. This paper introduces the main technologies that are necessary to develop a supercavitating rocket system, such as "Supercavitation" and "Hydroreactive technology", and describes the operating concepts and principles for its components specifically. Russia has obtained the key technologies of supercavitation and hydroreactive fuel technology for the first time. Russia has developed a supercavitating rocket torpedo, Shkval, and it was in service since 90's. Iran collaborated with Russia to develop a supercavitating rocket torpedo 'Hoot' and finished a test recently. This paper describes the analysis results related with the cavitator based on the technical reports for Shkval of Russia and Hoot of Iran.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권1호
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• pp.24-31
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• 2021

In this study, we present experimental observations of artificial supercavitation generated by the injection of compressed air at multiple locations on the body. Experiments were conducted at a cavitation tunnel equipped with a special facility to remove injected air before returning to the test section. Artificial supercavitation, which is generated at a relatively low speed compared to natural supercavitation, is formed asymmetrically on the axis of the body due to the buoyancy effect. In order to accelerate the development of the supercavity and increase the area covering the body, an experimental device capable of additional injection from the body was designed and its performance was evaluated through the model test. The shapes of the supercavity generated by multi-injections of different combinations according to different flow speeds were analyzed using high-speed shadow images. The results show that multiple injections at suitable locations can effectively increase the length of the supercavity and consequently improve propulsion efficiency.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.327-334
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• 2019

Recently, there has been a growing interest in artificial supercavitation as a way to reduce friction drag of submerged vehicles. A cavitator plays an important role to generate the supercavity, so many studies have focused on the case of cavitator only. However, the body shape behind the cavitator affects the growth of the supercavity and this effect must be considered for evaluating the overall performance of the system. In this work, we conducted experimental investigation on artificial supercavitation generated by different combinations of the cavitator and body. We observed the supercavity pattern by using a high-speed camera and measured the pressure inside the cavity by using an absolute pressure transducer. We estimated the relation between the amount of injected air and the supercavity shape for different combinations. In summary, the disk type cavitator generates larger supercavity than that of the cone and ellipsoidal cavitators, but cavity development speed is relatively slower rather than the others. Furthermore, fore body angle plays an important role to generate the supercavity enveloping the entire body.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.245-250
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• 2019

관성항법장치는 시간 경과에 따라 관성센서 및 초기정렬 오차로 인해 항법 오차가 발생한다. 이를 보상하기 위한 방법으로 위성항법시스템 및 속도계 등을 이용하여 보정항법을 수행한다. 수중 환경에서는 GNSS 신호가 통하지 않기 때문에, 수중운동체에 탑재한 관성항법장치는 주로 속도계 보조센서를 이용하여 보정항법을 수행한다. 속도계 보조센서는 DVL, EM-Log, RPM이 있으며, 시스템 환경에 따라서 센서 종류가 적용된다. 본 논문은 고속 및 심해 환경에서 운용되는 관성항법장치의 RPM 속도보정항법을 설계하였다. 또한 직진 방향의 성분을 갖는 RPM 속도계의 한계를 보완하며, 해조류 속도 오차를 보상하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 몬테카를로 시뮬레이션 결과를 통해 성능을 입증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.510-515
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• 1993

본 연구에서는 저속에서도 시스템의 자세 제어가 용이하게 하기 위하여 추진기 뒤에 제어판이 위치하도록 설계하였으며, 일반 서보 시스템과는 달리 무게와 공간 제약이 크고, 제어판 운동에 따른 외란 등록성의 변화가 심하므로 push-pull 형태의 소형, 고출력 편로드 복동 복수 실린더의 작동기를 설계하였다. 또한 일반적으로 서보밸브와 작동기는 일체형으로 설계되나 본 시스템의 공간상 심한 제약으로 인하여 서보밸브와 작동기를 분리하는 방법으로 구조설계를 하고 그 사이 유로는 매니폴드식으로 하여 동력전달을 하였다. 설계된 구동장치를 실제 정밀제작하여 실험을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과와 실험에 의하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 설계의 타당성 및 시스템의 성능을 검증하였다. 고속 수중운동체에 대하여 저속에서 자세제어를 용이하게 하고, 제한된 좁은 설치공간의 문제점을 해결하기 위하여 1) 추진기 후미에 독립된 4개의 상, 하, 좌, 우 제어판 설치 2) 서보밸브는 몸체에, 작동기는 Tail Tube에 분리 작동 설계 3) 소형의 편로드 복동 복수 실린더로 설계 구성된 유압식 구동장치는 시뮬레이션과 실험 결과를 통하여 시스템의 타당성을 입증하였다. 그러므로, 개발한 구동장치는 저속에서도 큰 제어력으로 자세 제어가 용이하기 때문에 얕은 수심에서 발사시 예상되는 위험 요소를 상다ㅇ 개선 시키므로써 운용범위의 다양화를 가져 올것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권4호
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• pp.305-314
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• 2015

In this paper, a numerical analysis is carried out to study the drag of conical cavitators, supercavity generation devices for the high-speed underwater vehicle. The realizable k-∊ turbulence model and the Schnerr-Sauer cavitation model are applied to calculate steady-state supercavitating flows around cones of various cone angles. The calculated drags of the cones are decomposed of the pressure and the friction parts and their dependency on the geometry and the flow conditions have been analyzed. It is confirmed that the pressure drag coefficients of the cones can be estimated by a simple function of both the cone angle and the cavitation number while the friction drag coefficients approximately by well-known empirical formulas, e.g., Schults-Grunow's for the drag of the flat plate. Finally a practical method for estimating the total drags of supercavitating cones is suggested, which can be useful consequently for the design of conical cavitaors.