• 대한조선학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.232-239
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• 2013

This paper provides the structure of a Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) based simulation method and its validation results for the ship motion problem. The motion information of the hull computed from the equations of motion is considered in the momentum equations as the relative fluid motions with respect to a non-inertial coordinates system. A finite volume method is used to solve the governing equations, while the free surface is captured by using a two-phase level-set method and the realizable k-${\varepsilon}$ model is used for turbulence closure. For the validation of the present numerical approach, the numerical results of the resistance and motion tests for DTMB 5415 at two ship speeds are compared against available experimental data.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.32-41
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• 1994

선박해양공학연구센터 예인수조에서 시험되었던 선박 가운데 선형과 프로펠러가 모형과 실선이 동일하였던 36척에 대하여 모형선-실선상관해석을 수행하였다. 뚱뚱한 선형이 대부분임에도 불구하고, 타수조의 결과보다 약간 나은 일치를 보였다. 통계적 처리에 의하여 반류비 수정계수와 거칠기 수정계수에 대한 회귀식을 구하였고, Townsin의 거칠기계수를 적용한 경우의 저항수정계수에 대한 식을 도출하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.234-242
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• 2021

In this study, we introduce the prediction of brake power for low-speed full ships and container carriers using the linear regression and a machine learning approach. The residual resistance coefficient, wake fraction coefficient, and thrust deduction factor are predicted by regression models using the main dimensions of ship and propeller. The brake power of a ship can be calculated by these coefficients according to the 1978 ITTC performance prediction method. The mean absolute error of the predicted power was under 7%. As a result of several validation cases, it was confirmed that the machine learning model showed slightly better results than linear regression.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.617-635
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• 2020

The purpose of this study is to discuss how to improve the maneuverability of lifting and diving for underwater vehicle's vertical motion. Therefore, to solve these problems, applied the 3-D numerical simulation, Taguchi's Design of Experiment (DOE), and intelligent parameter design methods, etc. We planned four steps as follows: firstly, we applied the 2-D flow simulation with NACA series, and then through the Taguchi's dynamic method to analyze the sensitivity (β). Secondly, take the data of pitching torque and total resistance from the Taguchi orthogonal array (L9), the ignal-to-noise ratio (SNR), and analysis each factorial contribution by ANOVA. Thirdly, used Radial Basis Function Network (RBFN) method to train the non-linear meta-modeling and found out the best factorial combination by Particle Swarm Optimization (PSO) and Weighted Percentage Reduction of Quality Loss (WPRQL). Finally, the application of the above methods gives the global optimum for multi-quality characteristics and the robust design configuration, including L/D is 9.4:1, the foreplane on the hull (Bow-2), and position of the sail is 0.25 Ls from the bow. The result shows that the total quality is improved by 86.03% in comparison with the original design.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.858-876
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• 2021

Although widely used, the design of the bulbous bow for ships has been difficult due to the complex interference between the wave system generated by the bulb and the wave system of the ship hull. Until now, a bulbous bow has been often designed using Kracht charts, which were established based on model test data, but these charts apply only to ships with a block coefficient C_B = 0.56-0.82, Froude number Fn = 0.20-0.40, and the obtained bulb sizes are only close to optimal. This paper presents a new method for the optimal design of bulbous bow, starting from the design of an initial bulb using Kracht charts for ships with any block coefficient or Froude number, then resizing this initial bulb to define the optimal bulb sizes based on a multi-objective function of the required power reduction, and a combined solution of Computation Fluid Dynamics (CFD) analysis and surrogate models. This study was applied to a fishing vessel FAO 75, which has been model tested and used to design steel fishing vessels in Vietnam recently. The obtained quantitative results showed the same trend as the theory and practice, with a reduction of the ship's required power by about 14%.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.147-162
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• 2021

The problem of predicting a ship's form factor and associated scale effects has been subject to many investigations in recent years. In this study, an attempt is made to investigate whether the form factor is influenced by a change in the ship's speed by numerically modelling a geosim series of the KCS hull form by means of a RANS solver. The turbulence dependence of the problem is also studied by altering the closure model among three widely used approaches (the k-𝜔, k-𝜔 SST, and k-𝜀 models). The results show that at very low speeds (Froude numbers in the range of 0.02-0.06) the numerical model predicts changes in the form factor of a ship between 10% and 20%, depending on the turbulence model and scale factor choices. As the speed is increased further, the form factor exhibits little change, usually in the range of 1% or less. Simulations where the Reynolds number is changed by approximately two orders of magnitude, achieved by altering the value of viscosity, confirmed that the form factor can be considered Froude-dependent only for low speeds, predicting essentially identical values when high speed cases are considered.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권3호
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• pp.202-210
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• 2013

최근 소득증대로 인해 해양레저에 대한 관심이 높아짐에 따라 해양레저용으로 많이 이용되는 활주형선의 선형설계와 생산에 대한 많은 연구 개발이 필요해지고 있다. 지금까지 수행된 활주형선의 저항에 대한 연구를 분석해본 결과 활주형선은 속도가 빠르고 침수표면적이 매우 작기 때문에 일반 선박과는 다른 저항 특성을 가지고 있음을 알게 되었다. 본 연구는 현재 조선소와 추진기 및 엔진 생산업체에서 유효마력 산정에 널리 활용되는 Savitsky공식을 이용하여 연구대상 활주형선의 전저항을 먼저 계산한 후 이론해석과 풍동실험을 통하여 활주형선 주위에 대한 유동특성을 분석하고 속도와 트림각도 변화에 따른 공기저항, 양력 등을 구하였다. 또한 이 결과를 이용하여 전저항에 대한 공기저항의 비율을 속도와 트림각 변화에 대하여 이론해석결과와 실험결과를 비교하고 분석하였으며 본 연구결과는 좀 더 정확한 유효마력 추정에 활용되어 산출근거를 무시하고 막연하게 고마력 엔진을 장착하는 폐단을 막을 수 있을 것으로 기대된다. 한편 기상 이변으로 인한 자연재해가 증가하면서 온실가스에 대한 관심이 높아지고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 선박의 설계 단계에서 적용되는 에너지 효율 지수(EEDI)와 해상을 운항할 때 적용되는 에너지 효율지수(EEOI)를 제정하여 선박으로부터 배출되는 온실가스를 줄이려 하고 있다. 그러나 이 규정은 총톤수(GT) 400톤 이상의 선박에 적용될 예정이므로 해양레저용 선박과 같은 소형 선박은 대형 선박에 비해 단위 출력 당 온실가스 배출량은 오히려 많지만 이 IMO 규정에 의한 규제를 받지 않는다. 따라서 본 연구는 소형선박인 해양레저용 활주형선의 온실 가스 배출량을 산출함으로써 이에 대한 문제점을 제기하고 소형선박에 적용될 수 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제시하였다.

• 대한조선학회지
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• 제25권4호
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• pp.7-12
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• 1988

국제선형시험수조회의의 저항시험에 관한 표준선형인 Series 60, $C_B=0.60$에 대하여 서로 크기가 다른 5척의 모형선을 국내의 선형시험수조 보유기관(한국기계연구소 선박분소, 현대선박해양연구소, 서울대학교, 인하대학교)에서 제작, 교환하여 상사모형시험을 수행하였다. 이 결과를 Hughes 및 Telfer의 방법에 따라 해석하여 형상계수와 모형선의 크기 및 예인속도와의 관계를 파악하고자 했다. 이 선형에 대해서 형상계수는 Reynolds 수 뿐만 아니라 Froude 수에 따라서도 변화하는 것을 확인하였다. 또한 현행의 형상계수를 이용한 실선저항추정법이 공학적 유용성을 가지고 있음을 재확인하였다. 선형특성이 다른 여러 선형에 대해서 상사모형시험을 실시하므로서 보편적인 원리를 파악하는 것이 필요하다고 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.222-230
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• 2023

In the present work, the scale effect on the Boil-Off Rate (BOR) was investigated based on an analytical method to systematically evaluate the thermal performance of a Liquefied Natural Gas (LNG) Cargo Containment System (CCS). A two-dimensional thermal resistance network model was developed to accurately estimate the heat ingress into the CCS from the outside. The analysis was performed for the KC-1 LNG membrane tank under the IGC and USCG design conditions. The ballast compartment of both the LNG tank and cofferdam was divided into six sections and a thermal resistance network model was made for each section. To check the validity of the developed model, the analysis results were compared with those from existing literature. It was shown that the BOR values under the IGC and USCG design conditions were agreed well with previous numerical results with a maximum error of 1.03% and 0.60%, respectively. A SDR, the scale factor of the LNG CCS was introduced and the BOR, air temperature of the ballast compartment, and the surface temperature of the inner hull were obtained to examine the influence of the SDR on the thermal performance. Finally, a correlation for the BOR was proposed, which could be expressed as a simple formula inversely proportional to the SDR. The proposed correlation could be utilized for predicting the BOR of a full-scale LNG tank based on the BOR measurement data of lab-scale model tanks.

• 대한조선학회지
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• 제54권4호
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• pp.39-46
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• 2017

잭업 드릴링 리그는 해양 원유 및 가스개발 분야에 폭넓게 사용되어지고 있다. 초기 모델은 수심 60미터 이하의 천수영역에서 운용되었고, 최근에는 대수심 150미터와 가혹한 환경조건에 대응하도록 개발이 되어 왔다. 본 기고에서는 북해 유전에 사용되는 잭업리그의 전선해석을 수치해석방법을 통하여 검토하였다. 첫번째로, 북해의 환경조건을 분석하고, 해저지질조사 보고서를 통하여 지질특성을 확인하였다. 조사자료를 근거로 기본도를 작성할 수 있는 설계사양을 수립하였다. 북해에 설치된 잭업리그의 동적특성을 규명하기 위해서, 전선해석 시 레그와 선체를 고려한 전도모멘트를 계산하고, 잭업리그 leg & 선체구조의 건전성 확인을 위하여, 국제코드를 활용한 구조강도 평가 수행으로 안전성을 검토하였다. 잭업하는 도중 발생할 수 있는 불확실성 요소들은 해저면의 특성에 크게 관련되어 있으며, 일반적으로 pre-loading하는 과정 중에 자주 발생한다. 이 기고에서는 잭업리그의 운용하는 사이클 내에서 발생 가능한 구조적 안전성을 검증하기 위하여 상세구조 및 설치엔지니어링 문제에 대해서 분석하였다. 이러한 목적에 부합하기 위하여 아래의 사항들을 검토하였다. - 해저지질 조건을 고려한 구조붕괴거동 - Pre-loading 절차서 및 매개변수에 의한 붕괴모드 - 계측자료의 검증 및 구조엔지니어링 결과.