• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.118-126
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• 2024

본 논문에서는 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화와 관련하여 연구한 내용과 결과를 정리하였다. 컨테이너선은 일반적으로 프루우드 수 0.26 근처에서 운항하는 선박으로 이 속도에서 운항하는 선박 전용 선형 최적 설계 자동화를 구현하기 위하여 최적화 알고리즘, 선형 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 계산 기법을 적용하여 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화가 가능한 수치해석 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, HOTCONTAINER라고 명명하였다. 본 연구에서는 선형 최적 설계를 위한 설계 변수의 적절한 선정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 개발된 선형 최적 설계 자동화 알고리즘의 신뢰성과 실선 적용성을 파악하기 위하여 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너 선박인 KCS 선박을 대상 선박으로 하여 선형 최적 설계 자동화 수치해석을 수행하여 그 결과물로써 최적 선박을 도출하고, 대상 선박과 최적 선박의 조파저항과 파계 그리고 파고를 비교하였다. 결론적으로 최적 선박이 대상 선박과 비교하여 조파저항이 47.63% 감소한 것을 볼 수 있었으며, 배수량과 접수 표면적은 각각 0.50%, 0.39% 감소한 것을 볼 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.785-795
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• 2018

국제해사기구는 선체부착생물의 위험성을 인식해서 2011년 '선체부착생물에 의한 외래위해종 이동 저감을 위한 관리 및 제어 가이드라인'을 공표하였고, 향후 이를 강제화하기 위한 국제 협약을 계획하고 있다. 본 연구에서는 향후 강제화 될 국제협약에 효과적으로 대응하기 위해 선체부착생물관리 관련 선도국 사례를 소개하고 수중제거에 대한 환경 위해성 평가 기법에 대해서도 알아보았다. 선체부착생물관리 관련해서 선도국인 호주와 뉴질랜드는 수중제거 시나리오 의거해 수행한 생물 및 화학 위해성 평가를 근간으로 선체부착생물관리규제안을 마련하였다. 자국 정부의 특별한 규정이 없는 대부분의 유럽 국가들은 국제해사기구의 선체부착생물 규정에 따라 수중제거를 수행하는 것으로 확인되었다. 우리나라인 경우 선체부착생물에 대한 국내법은 존재하지 않고, 해양 생태계법에 의거해서 약 17종의 해양생태게교란생물만 지정해서 관리하고 있다. 선박 선체에 대한 수중제거는 외래생물 확산 및 수생 환경으로의 화학 물질 방출을 수반하므로, 생물학적 위해성평가와 화학적 위해성평가를 별개로 수행한 후 이 둘의 평가를 종합하여 수중제거 수용 여부를 판단하였다. 생물학적 위해성평가는 수중제거과정에서 외래생물 유입에 영향을 미치는 핵심요소를 기반으로 40 code의 수중제거 시나리오 작성하고 위해성우선순위(Risk Priority Number, RPN) 점수를 산정하였다. 화학적 위해성평가는 수중제거 시 용출되는 구리(Copper) 농도를 기준으로 MAMPEC(Marine Antifoulant Model to Predict Environmental Concentrations) 모델 프로그램을 사용하여 PEC(Predict Environmental Concentration) 값과 PNEC(Predict No Effect Concentration) 값을 산출하였다. 최종적으로 PEC/PNEC 비의 값이 1 이상이면 화학적 위해성이 높음을 의미한다. R/V 이어호가 부산감천항에서 수중제거를 수행한다는 가정하에 위해성평가를 시범 실시한 결과, 생물학적 위해성은 RPN이 <10,000 이어서 저위험으로 판단되었으나, PEC/PNEC 비의 값이 1 이상으로 화학적 위해성이 높아 최종적으로 수중제거가 불가능한 것으로 평가되었다. 따라서 우리나라도 선도국 사례를 참조해서 수중제거기술을 개발하고 또한 국내 항만 현실에 맞는 선체부착생물규제 국내법을 제정해야 할 필요가 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.874-880
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• 2019

본 논문에서는 무인기의 경로 계획을 위한 맵 분할 방법론 중 하나인 Visibility Graph를 산악지형, 방공망, 그리고 레이더 등의 장애물이 존재하는 실제적인 3차원 환경에서 효율적으로 사용하기 위한 방안에 대해 서술한다. 기존의 가시성 그래프는 빌딩 사이를 주행하는 자율주행 자동차와 같이 주로 2차원 환경에서 간단한 형상의 장애물에 대해 연구되어왔다. 무인기 분야에서 사용하기 위해서는 고도 변화를 위해 3차원 가시성 그래프가 적용되어야 하는데, 3차원 가시성 그래프의 경우 2차원 환경에 비해 가시성을 판단해야 하는 노드 쌍이 매우 많아진다. 이에 더해 복잡한 다각형으로 이루어진 산악 지형은 가시성 그래프의 계산 시간을 더욱 상승시키는 요인으로 작용한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 맵을 일정 고도로 분할하는 계층형 가시성 그래프 방식을 기반으로 복잡한 산악 지형을 Convex Hull 개념을 활용하여 노드 수를 감소시켜 계산 시간을 줄이는 방법에 대해 서술하며, 노드 수를 감소시키지 않은 상태와의 계산 시간을 비교한 결과 계산 시간이 약 99.5% 감소하였음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2018

해상 교통량 증가에 따라 선박 사고로 인한 대형 해양 오염사고가 많이 발생하고 있다. 유조선 충돌에 따른 선체 파공은 원유의 바다 유출을 야기하여 심각한 해양오염을 유발하므로 이러한 사고에 대해서 신속한 방재 대응력이 요구된다. 작은 파공은 목제 플러그를 인위적으로 삽입하여 봉쇄하는 것이 일반적이지만, 대형 파공의 경우 사람이 직접 봉쇄하기에는 어려워 기계적 봉쇄장치 개발이 요구된다. 파공봉쇄 장치 개발을 위해서는 유체의 유출유속을 정확하게 아는 것이 중요하다. 이 연구에서는 2007년 태안 기름유출 사고에서 관측된 초기수심 7.5 m, 직경 30 cm의 파공에 대해서 고해상도 CFD 모델링을 수행하여 수심별 기름 유출 유속의 분포를 계산하였다. 비중 0.85이며, 원유의 온도 $20^{\circ}C-100^{\circ}C$ 조건에 따른 점성계수 $4-12cP(mPa{\cdot}s)$ 조건에서 파공을 통한 원유 유출을 고해상도 모델링한다. 모델링 결과를 분석하여 원유유출에 대한 마찰손실계수와 유량계수의 범위를 레이놀즈수의 함수로 제시한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.315-321
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• 2005

The effect of water depth on the wave making resistance performance is great where Froude number based on the water depth is close to one. The increase of wave making resistance due to the shallow water effect is evaluated by a numerical analysis in the present study. Three-dimensional Navier-Stokes and continuity equations are employed for the present study and the equations are discretized by finite difference method. The interface between water and air is determined by the level set method. In order to validate the numerical method, the change of resistance performance for Wigley hull according to the water depth is evaluated and the computed resistance coefficient is compared with measured one. The present numerical method is applied for the simulation of wave phenomena around a Ro-Pax hull form and the computed results are discussed in the resistance performance point of view.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.341-349
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• 2005

With increasing demands of high speed transportation, recently a lot of high speed marine vehicles, such as SWATH, semi-planing craft, planing craft, hydrofoil craft, SES and so on, have been paid attention especially in high speed region over the Froude number 0.5. The resistance characteristics of the vehicles should be experimentally evaluated in the towing tank. At the Seoul National University, a light-weight cantilever type towing carriage was devised and installed in the towing tank. Wireless measurement devices were also provided for appropriate data acquisition during high-speed towing tests. With the new carriage system, a series of model tests were performed to investigate the hydrodynamic characteristics of a stepped planning hull in the towing tank and the resistance performances of the hull are introduced in this report.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권3호
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• pp.203-211
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• 2014

To raise the industrial competitiveness in the field of ship-building, it is crucially important that the yard should use production facilities and working space effectively. Among the related works, the management of tremendous blocks' number, the limited area of assembly shops and inefficient personnel and facility management still need to be improved in terms of being exposed to a lot of problems. To settle down these conundrums, the various strategies of block arrangement on the assembly floors have been recently presented and in the results, have increasingly began to be utilized in practice. However, it is a wonder that the sampled or approximated block shapes which usually are standardized projections or the geometrically convex contour only have been prevailed until now. In this study, all parts including the panel, stiffeners, outer shells, and all kinds of outfitting equipment are first extracted using the Volume Primitive plug-in module from the ship customized CAD system and then, the presented system constructs a simpler and more compact ship data structure and finally generates the novel projected contours for the block arrangement system using the adaptive concave hull algorithm.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.66-72
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• 1992

유한수심에 대한 Michell적분의 계산을 위해 선각함수를 종방향 및 수직방향에 대해 Legendre다항식으로 전개하여 조파저항계수를 형상계수와 유체동력학적계수의 곱에 대한 4중급수로 구할 수 있는 식을 얻었다. 여기서 형상계수는 선각의 기하학적 형상만의 함수이고, 유체동력학적계수는 수심에 근거한 Fn와 수심과 홀수의 배의 길이에 대한 비들만의 함수이다. Wigley의 포물선형 선각과 Series 60의 $C_B$ 0.6에 대한 계산을 수행하고 그 결과를 기존의 실험결과(무한수심) 및 다른 이론결과(유한수심)와 비교하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제13권2호통권32호
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• pp.138-146
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• 1999

The viscous flow around a ship hull is calculated by the use of RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) solver. Reynolds stresses are midelled by using the k-${epsilon}$ turbulence model and the law is applied near the body. Body fitted corrdinates are introduced for the treatment of the complex boundary of the ship hull form and the governing equations in the physical domain transformed into ones in the computational domain. The transformed equations are numerically solved by an employment of FVM(Finite Volume Method). SIMPLE(Semi-Implicit Pressure Linked Equation) method is adopted in the calculation of pressure and the solution of the sidcretized equation is obtained by the line-by-line method with the use of TDMA(Tri-Diagonal Matrix Algorithme). To assure the proprietty of this computing method, HSVA tanker and Dyne hull are calculated ar both model and ship scale Reynolds number. Their reaults of pressure distributions on fore and aft body, axial velocity contours and transverse velocity velocity vectors and viscous resistance coefficients are compared with other's experiments and calculations.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.509-515
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• 2011

The radar cross section (RCS) of warships is a crucial design factor to improve the survivability in terms of not only low observablity of the platform but also efficiency of on-board sensors and jamming devices against enemy threat. In design stage, numerical models are generated in order to quantitatively assess RCS, of which hull surfaces are modeled with the finite number of the flat plate. However, in practice, hull surfaces are permanently deformed by various kinds of loads such as winds and ocean waves faced during operations. In this paper, the effect of these shell plate deformation to RCS is numerically investigated. For this purpose, RCS calculations are carried out for various kinds of numerical models, such as single plates, dihedrals, large-sized undulate plates, and virtual warships, with some extent of permanent deformation. The results are compared with those of corresponding models without permanent deformation. It is concluded that the permanent deformation of hull surface highly influences RCS characteristics of warships, therefore they should be considered in the RCS analysis.