• 제목/요약/키워드: Hydrostatics

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형상모델 기반 선박계산 전산프로그램 개발 (Development of a Ship Calculation Program Based On the Geometric Model)

  • 박상수;이규열
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권2호
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    • pp.121-134
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    • 1999
  • 본 논문에서는 유체 정역학적 계산, 용적 계산, 비손상 및 손상시 복원성 그리고, 선형 변환을 수행할 수 있는 객체 지향적 선박계산 전산프로그램을 개발하였다. 선박 계산을 위한 선형과 구획 형상을 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline) curve wire-frame model로 표현하고, 선형과 구획 단면 형상을 직접 3차원 평면과의 교차 계산을 통해 유체 정역학적 계산과 용적 계산을 수행하였다. 선박의 3차원 정역학적 평형 상태 방정식을 정식화하고, 순차적으로 선형화하여 힘과 모멘트 평형상태의 자세를 구하였다. 상용 선박 계산 프로그램의 결과와 비교하여, 개발 프로그램을 쉽고, 편리하게 사용할 수 있고, 계산의 정확도가 높음을 확인할 수 있었다.

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맥스웰 응력텐서의 물리적 의미의 고찰 (On the Physical Meaning of Maxwell Stress Tensor)

  • 최홍순;박일한;문원규
    • 전기학회논문지
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    • 제58권4호
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    • pp.725-734
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    • 2009
  • Maxwell stress tensor is one of the methods which are generally used for electromagnetic force calculation. In this paper, it is presented that Maxwell stress tensor T and n${\cdot}$T have no physical meaning and therefore should not be used as sources of mechanical force for deformations or dynamics. The divergence of Maxwell stress tensor ${\nabla}{\cdot}T$ is the one which can acquire a physical identity and is electromagnetic body force density by an action at a distance like a gravity. This result can be derived from the principle of power balance, and also verified by some thought experiments. The virtual air-gap approach is proposed as a valid solution for the calculation of the body force.

좌초 선박의 종강도 안전성 및 부양계산 기술 개발 (Longitudinal Strength Safety and Refloat Calculation of a Grounded Ship)

  • 강창구;김진환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.35-42
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    • 1998
  • Marine casuality causes not only loss of lives and ships, but also severs damages to marine environment and related economic activities such as fishing industry, sea farming, and tourist industry. Basically, the great effort should be made to prevent the occurrence of maritime accidents by any means. However, once accident has occurred, the salvage works should be done rapidly and properly based on theoretical and technical informations, which could minimize the risk during salvage operation and the overall damage from the maritime accidents. Generally, to calculate accurate hydrostatics of a stranded ship, a large amount of input data is needed. But, an availability and a reliability of input data cannot be guaranteed in most situations, and the adequate time required for preparing all input data is not allowed to perform the timely operations of salvage. In this paper, the development process of simple computer program for salvage operation using limited input data is introduced and its application example is presented. This program was developed to provide technical support for planning salvage operations in the grounding accident.

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자성유체에 잠긴 비자성체 부상현상의 다중물리수치해석 및 실험 (A Multi-physics Simulation and Measurement for Buoyancy of Nonmagnetic Solid Object Submerged in Magnetic Liquid)

  • 최홍순
    • 전기학회논문지
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    • 제62권1호
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    • pp.43-48
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    • 2013
  • In this paper, magnetic buoyancy force on nonmagnetic solid object submerged in magnetic liquid was simulated and measured. For the evaluation of the force, a multi-physics approach of hydrostatic equilibrium considering magnetic body force as well as gravity is presented. The magnetic body force should be regarded as an additional forcing term in the momentum equation of hydrodynamics. It is also shown that the virtual air-gap based Kelvin's force formula is a useful method for the calculation of force distribution in the magnetic liquid. The experimental result which was performed by a load-cell measurement system agreed quantitatively well with the numerical one.

초기설계 단계에서 소형 어선의 복원성 추정 방안에 관한 연구 (Study on the Stability Estimation Method of Small Fishing Vessels at the Initial Design Step)

  • 김혜우;김상현;이선우;이효근;김인태
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.863-870
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    • 2023
  • 연근해에서의 선박 전복사고는 소형 어선에서 많이 발생한다. 소형 어선의 전복사고를 예방하기 위해서는 초기설계 단계에서부터 복원성을 평가하는 것이 매우 중요하다. 하지만 초기설계 단계에서 확보할 수 있는 정보는 제한적이어서 신뢰성 있는 복원성을 평가하는 데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 초기설계 단계에서 추정할 수 있는 KM, KG, 트림을 활용하여 소형 어선의 횡메타센터(GM)를 추정하고, 표준어선형의 안전성 평가 기준에서 제시된 최소횡메타센터(GMmin)와의 차이를 비교하여 복원성을 평가하는 방안을 제안하였다. 한국해양안전교통공단에서 제공하는 복원성 평가프로그램인 K-SHIP을 사용한 Hydrostatics 특성 계산에서 요구되는 트림을 도출하기 위해 상용 CFD 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하여 어선 선형에 따른 초기 상태 트림을 추정하였으며, K-SHIP을 사용하여 어선 선형에 대한 Hydrostatics 특성을 계산하여 GM을 추정하였다. 그리고 GM과 GMmin의 비교를 통해 만재출항상태의 복원성을 비교하였다. 실적선을 기준선으로 선정하여 본 연구에서 제안한 복원성 평가 방안을 적용해 복원성을 평가하고 그 타당성을 검증하였다. 결과적으로 4.99톤 어선의 대표적인 선형과 이를 활용해 도출한 모듈 선형 9개의 복원성을 평가하였고, 이중 상대적으로 복원성이 우수한 선형을 선정하였다.

연성된 과대 경사 각도를 고려한 부유식 구조물의 비선형 유체정역학 힘과 자세 (Computation of Nonlinear Hydrostatic Force and Position of a Floating Structure Considering the Coupled Large Inclined Angles)

  • 차주환;구남국;박광필
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.90-98
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    • 2016
  • When ships and offshore plants are flooded or the floating crane is equipped with a heavy object, these floating structures are excessively inclined. In this case, immersion, heel, and trim affecting the hydrostatic restoration performance are very large and are coupled each other. In this paper, in order to calculate a static equilibrium position of floating structures with excessive inclination, the nonlinear governing equations were constructed by sequential linearization. In the governing equation, the immersion, heel, and trim are fully coupled, and the equations are represented using a plane area, a primary moment, and a moment of inertia of the water plane area. Therefore, it is possible to calculate the additional factor related the water plane area for estimating stability. Position and orientation of the floating structure are obtained by iterative calculation. The calculated results are compared with the previous studies in the aspect to the performance and the accuracy.