• 대한조선학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.114-121
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• 2014

Liquefied natural gas(LNG) cargo containment system(CCS) has the primary function of ensuring both adequate structural safety with respect to sloshing load which is defined as a violent behaviour of the liquid contents in CCS due to external forced motions and thermal insulation keeping natural gas below its boiling point. Among different LNG CCS types such as independent B-type and membrane ones, Mark III CCS is considered in this paper to perform its strength assessment. Mark III CCS plate is designed and constructed by stacking various non-metallic engineering materials such as plywood, triplex, reinforced PU foam that are supported by series of mastic upon inner steel hull structure. From the viewpoint of structural analysis, this plated structure is treated as a laminated composite structure showing complex structural behaviour under external load. Advanced finite element models of Mark III CCS plate is generated and used in conjunction with ultimate strength based failure criteria from laminated composite mechanics for the strength assessment. The strength assessment is performed within the initial failure state of Mark III CCS plate. Results provide failure details such as failure locations and loads. Finally obtained results are reviewed using the loads from acceptance criteria suggested by classification.

• 한국음향학회지
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• 제16권2호
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• pp.10-15
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• 1997

수중 청음기는 진동하는 물체 위에 설치되어 다양한 외부 잡음 원이 유입되는 환경에 노출되어 있다. 외부 잡음 원으로는 수중 청음기가 설치된 구조물 자체의 진동, 프로펠러 잡음, 그리고 유동 유기 잡음들이 있고, 이들 외부 잡음원은 실제 강도가 상당히 높아서 센서의 정확한 작동에 장애가 되고 있다. 본 연구에서는 외부 잡음에 무관한 고 정밀도, 저 잡음 특성을 갖는 수중 청음기를 개발하기 위하여 유한 요소법(FEM)을 사용하여 잡음 전달 특성의 분석 및 air pocket과 음향 감쇠층의 다양한 조합으로 이루어진 개선된 구조의 수중 청음기를 설계하고, 내 잡음성 평가를 하였다. 그 결과 센서 측면 하단부에 잡음 원이 위치할 경우 가장 큰 잡음 신호로 작용하므로 구조를 변경한 결과 기존 수중 청음기에 비해 59% 이상 내 잡음성을 증진 시켰다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.550-558
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• 2019

The roll motion of a general vessel, which is more influenced by resonance as compared to other motions, adversely affects the passenger and hull. Therefore, reducing the roll motion through an anti-rolling system is critical, and most ships use various devices such as anti-rolling tanks, bilge keels, and fin stabilizers to accomplish this. In this study, a simplified model is developed for the application of an anti-rolling device for unmanned semi-submersible vessels. The applied anti-rolling device is installed on the stern and stem of a ship using a pair of servo motors with added weight, and the motor is controlled through the Arduino. The moment of the motor is designed and implemented based on a mathematical model such that it is calculated through the restoring force according to the heel angle of the ship. The performance of the proposed system was verified by utilizing the roll damping coefficient calculated by the free-roll decay test and logarithmic decrement method and was validated by a towing tank test. The system is expected to be used for unmanned vessels to perform sustainable missions.

• 한국해양공학회지
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• 제36권2호
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• pp.91-100
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• 2022

In general, the effect of roll motion is not considered in the study on maneuverability in calm water. However, for high-speed twin-screw ships such as the DTMB 5415, the coupling effects of roll and other motions should be considered. Therefore, in this study, the estimation of maneuverability using a 4-degree-of-freedom (DOF; surge, sway, roll, yaw) maneuvering mathematical group (MMG) model was conducted for the DTMB 5415, to improve the estimation accuracy of its maneuverability. Furthermore, a study on the change in turning performance according to the fin angle was conducted. To accurately calculate the lift and drag forces generated by the fins, it is necessary to consider the three-dimensional shape of the wing, submerged depth, and effect of interference with the hull. First, a maneuvering simulation model was developed based on the 4-DOF MMG mathematical model, and the lift force and moment generated by the side fins were considered as external force terms. By employing the CFD model, the lift and drag forces generated from the side fins during ship operation were calculated, and the results were adopted as the external force terms of the 4-DOF MMG mathematical model. A 35° turning simulation was conducted by altering the ship's speed and the angle of the side fins. Accordingly, it was confirmed that the MMG simulation model constructed with the lift force of the fins calculated through CFD can sufficiently estimate maneuverability. It was confirmed that the heel angle changes according to the fin angle during steady turning, and the turning performance changes accordingly. In addition, it was verified that the turning performance could be improved by increasing the heel angle in the outward turning direction using the side fin, and that the sway speed of the ship during turning can affect the turning performance. Hence, it is considered necessary to study the effect of the sway speed on the turning performance of a ship during turning.

• 수산해양기술연구
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• 제38권3호
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• pp.226-233
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• 2002

불규칙 해면에 있어서 선미식 트롤선의 추파중의 선체 응답의 특성을 얻기 위하여 3척의 실선운동을 해상에서 계측하고, 이것을 통계적 방법과 이론적인 방법을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 각 선박의 종동요의 응답의 에너지분포는 추파와 추사파에서 모두 대체로 낮으며, 특히 선박의 크기가 클수록 매우 낮았다 응답스펙트럼의 대역폭은 모두 넓은 편이며, 응답 peak의 주기는 분명하지 않으며, 한 개 이상 나타나는 때도 있다. 2. 각 선박의 횡동요 응답의 에너지 분포는 추파와 추사파에서 모두 크며, 특히 소형선에서는 매우 크다. 응답스펙트럼의 대역폭은 종동요의 응답에 비해 비교적 좁은 편이며, 응답의 peak 주기는 분명하고 한개만 나타난다. 3. 실선실험과 이론계산에 의한 세 선박의 추파와 추사파 중의 종동요와 횡동요응답의 크기와 peak주기는 대체로 양자가 잘 일치하고 있는 것으로 나타나고 있다. 따라서 이론추정치로부터 어선의 응답특성을 평가하는데 큰 문제는 없는 것으로 생각된다. 4. 소형선의 경우 종동요 응답만 고려하면 선미쪽으로 파를 받는 것이 유리하나, 횡동요의 경우에는 오히려 불리하게 되므로 선미쪽으로 파를 받는 경우에는 유의파고와 평균파주기에 따른 자선의 복원성을 고려하는 등 안전에 보다 세심한 주의가 필요하다. 이상과 같이 추파와 추사파 중 선박 크기에 따른 종동요와 횡동요의 응답 특성을 고찰해 보았으나, 이 결과는 제한된 해상의 조건에서 얻어진 것이므로 어선의 일반적인 응답 특성을 도출해내기 위해서는 보다 다양한 해상 조건과 선박을 이용하여 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제1권4호
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• pp.285-296
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• 2011

Spar platforms have several advantages for deploying wind turbines in offshore for depth beyond 120 m. The merit of spar platform is large range of topside payloads, favourable motions compared to other floating structures and minimum hull/deck interface. The main objective of this paper is to present the response analysis of the slack moored spar platform supporting 5MW wind turbine with bottom keel plates in regular and random waves, studied experimentally and numerically. A 1:100 scale model of the spar with sparD, sparCD and sparSD configuration was studied in the wave basin ($30{\times}30{\times}3m$) in Ocean engineering department in IIT Madras. In present study the effect of wind loading, blade dynamics and control, and tower elasticity are not considered. This paper presents the details of the studies carried out on a 16 m diameter and 100 m long spar buoy supporting a 90 m tall 5 MW wind turbine with 3600 kN weight of Nacelle and Rotor and 3500 kN weight of tower. The weight of the ballast and the draft of the spar are adjusted in such a way to keep the centre of gravity below the centre of buoyancy. The mooring lines are divided into four groups, each of which has four lines. The studies were carried out in regular and random waves. The operational significant wave height of 2.5 m and 10 s wave period and survival significant wave height of 6 m and 18 s wave period in 300 m water depth are considered. The wind speed corresponding to the operational wave height is about 22 knots and this wind speed is considered to be operating wind speed for turbines. The heave and surge accelerations at the top of spar platform were measured and are used for calculating the response. The geometric modeling of spar was carried out using Multisurf and this was directly exported to WAMIT for subsequent hydrodynamic and mooring system analysis. The numerical results were compared with experimental results and the comparison was found to be good. Parametric study was carried out to find out the effect of shape, size and spacing of keel plate and from the results obtained from present work ,it is recommended to use circular keel plate instead of square plate.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.153-159
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• 2012

본 연구에서는 실습선의 다방향 불규칙파중 종방향 운동응답특성을 선형 스트립이론에 기초한 상용코드(MAXSURF v.16)를 이용하여 해석하였다. 해석에 앞서 상용코드의 검증을 위해 파나막스급 컨테이너선에 대해 실험조건과 동일한 선형과 해석조건을 적용하여 계산한 결과와 기 계산된 결과(Flokstra, 1974)가 상호 유사한 경향을 얻어 해석의 신뢰성을 확보하였다. 계산조건으로는 Fn=0.257에서 파랑외력을 ITTC 파스펙트럼에 기초한 뷰포트 스케일 5($\bar{T}=5.46$, $H_{1/3}=2m$)의 파스펙트럼을 산출하였고, 조우각은 선수사파(Head & bow seas, $150^{\circ}$)를 적용하여 상하동요(Heave)와 종동요(Pitch)의 선체운동응답스펙트럼을 해석하였다. 다방향 불규칙파에 대한 운동응답스펙트럼은 선수사파에서 상하동요의 경우는 미소하게 단파정파에서 높은 스펙트럼 분포를 보이고 종동요의 경우는 장파정파에서 높게 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.832-838
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• 2021

본 연구는 최근 해양사고가 점차 증가하고 있는 10톤 미만 소형어선의 규칙파 중 운동응답 특성에 대하여 수치해석을 통하여 분석하였다. 10톤 미만의 소형선박들을 크기별로 구분하여 해양사고 분석에 이용되고 있기 때문에 본 연구에서도 서로 다른 크기의 소형어선 3척을 대상으로 운동응답 해석을 이행하였다. 선수파인 경우 장파장 영역에서 속력이 높아질수록 상하동요 및 종동요 응답도 커지고 있는 현상을 확인하였다. 가장 작은 3톤급 어선의 운동응답이 다른 크기의 어선보다 더 크게 나타나는 특성을 보여주었다. 선수사파 상태에서의 횡동요 운동은, 선박의 크기와 관계없이 점차 속력이 높아질수록 운동응답의 최대값이 장파장 영역으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다. 선수사파와 횡파에서 3척의 소형어선 모두 속력이 가장 높은 15노트에서 횡동요 운동이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 선수파 및 선수사파를 받으면서 항행할 경우 속력을 낮추는 것이 종운동과 횡운동 영향을 감소시킬수 있는 방법이라고 보여진다. 횡파에 의한 횡동요는 속력 및 선박의 크기와 관계없이 특정 파장에서만 급격히 커지는 경향을 보여 주었다. 전진속력이 있을 경우 선수 사파에 비해서 선미사파에서의 확연한 횡동요 감소 현상을 확인할 수 있었다. 선박의 크기 및 속력에 따라 선체운동응답의 최대값이 나타나는 특정 영역이 있으므로 이 운동 영향을 최소화 시킬 수 있는 운항방법이 고려되어 실행되어야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.139-146
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• 2023

양식장 부표 등과 같은 해상의 소형 장애물을 탐지하고 거리와 방위를 시각화시켜 주는 해상물체탐지시스템은 선체운동으로 인한 오차를 보정하기 위해 3축 짐벌이 장착되어 있지만, 파도 등에 의한 카메라와 해상물체의 상하운동으로 발생하는 거리오차를 보정하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 외부환경에 따른 수면의 움직임으로 발생하는 해상물체탐지시스템의 거리오차를 분석하고, 이를 평균필터와 이동평균필터로 보정하고자 한다. 가우시안 표준정규분포를 따르는 난수를 이미지 좌표에 가감하여 불규칙파에 의한 부표의 상승 또는 하강을 재현하였다. 이미지 좌표의 변화에 따른 계산거리, 평균필터와 이동평균필터를 통한 예측거리 그리고 레이저 거리측정기에 의한 실측거리를 비교하였다. phase 1,2에서 불규칙파에 의한 이미지 좌표의 변화로 오차율이 최대 98.5%로 증가하였지만, 이동평균필터를 사용함으로써 오차율은 16.3%로 감소하였다. 오차보정 능력은 평균필터가 더 좋았지만 거리변화에 반응하지 못하는 한계가 있었다. 따라서 해상물체탐지시스템 거리오차 보정을 위해 이동평균필터를 사용함으로써 실시간 거리변화에 반응하고 오차율을 크게 개선할 수 있을 것으로 판단된다.