Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.34
no.2
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pp.48-55
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1997
This paper is characterized as comparison with Abkowitz and MMG mathematical model for the manoeuvring prediction using the Horizontal Planar Motion Mechanism tests at the initial design stage. The MMG analysis algorithm of this paper was studied according to the developed method by the MMG(Mathematical Modelling Group) organized in Japen. The simulation results were compared with those of Abkowitz mathematical model and sea trial, taking a product carrier as an example vessel.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.35
no.1
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pp.46-53
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1998
In this paper, we studied to improve Inoue's[1] and Kijima's[2] model used to predict ship's manoeuvrability at initial design state. To perform this work, we carried out PMM(Planar motion Mechanism) test and rudder open water test for 12 models of low-speed blunt-ship which have horn type rudders and bulbs in afterbody. As we adopted MMG(Mathematical Modelling Group) model, we could analyze hydrodynamic and MMG experimental coefficients. The regression analyses by principle parameters were carried out for hydrodynamic and MMG experimental coefficients. The regression analyses by principle parameters were carried out for hydrodynamic and MMG experimental coefficients and the equations by regression analysis wee used to search sensitivities and to estimate ship's manoeuvrability. We had simulated ship's manoeuvrability to check revised MMG.
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.
In this paper, we studied to improve Inoue's[1] and Kijima's[2] model used to predict ship's manoeuvrability in initial design stage. To perform this work, we had PMM(Planar Motion Mechanism) test and rudder open water test for 12 Models of low-speed blunt-ship which have horn type rudder and bulb in afterbody. Using MMG(Mathematical Modelling Group) model, we analyzed hydrodynamic and MMG experimetnal coefficidnts used to search sensitivities and to estimate ship's manoeuvrability, adn the results are performed by the regression analysis of principle parameters. We varified them to analyze ship's manoeubbrability , had simulate manoeubrability to check revised MMG model and compared them wiht Inoue's method. the result of PMM test and sea trial. Then it is found that the revised method can predict the maneuverability more accurately even for an unstable ship.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.9
no.5
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pp.525-536
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2017
Course keeping is hard to implement under the condition of the propeller stopping or reversing at slow speed for berthing due to the ship's dynamic motion becoming highly nonlinear. To solve this problem, a practical Maneuvering Modeling Group (MMG) ship mathematic model with propeller reversing transverse forces and low speed correction is first discussed to be applied for the right-handed single-screw ship. Secondly, a novel PID-based nonlinear feedback algorithm driven by bipolar sigmoid function is proposed. The PID parameters are determined by a closed-loop gain shaping algorithm directly, while the closed-loop gain shaping theory was employed for effects analysis of this algorithm. Finally, simulation experiments were carried out on an LPG ship. It is shown that the energy consumption and the smoothness performance of the nonlinear feedback control are reduced by 4.2% and 14.6% with satisfactory control effects; the proposed algorithm has the advantages of robustness, energy saving and safety in berthing practice.
Better prediction of a ship's manouevrabilty in initial design stage is becoming more, important as IMO manoeuvring criteria has been activated in the year of 2004. In the present study, in order to obtain more exact and reliable results for ship manoeuvrability in the initial design stage, numerical simulation is carried out by use of RANS equation based calculation of hydrodynamic forces exerted upon the ship hull. Other forces such as rudder force and propeller force are estimated by one of the empirical models recommended by MMG Group. Calculated hydrodynamic force coefficients are compared with those obtained by empirical models. Standard manoeuvring simulations such as turning circle and zig-zag are also carried out for a medium size Product Carrier and the results are compared with those of pure empirical models and manoeuvring sea trial. Generally good qualitative agreement is obtained in hydrodynamic forces due to steady oblique motion and steady turning motion between the results of CFD calculation and those of MMG model, which is based on empirical formulas. The results of standard manoeuvring simulation also show good agreement with sea trial results.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.13
no.1
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pp.57-64
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2021
Maneuvering motions of a ship in calm water are studied through the concept of MMG model. Governing forces are defined by the use of available empirical formulae that require only main ship particulars as input variables. In order to validate the calculation tool, a full-scale sea experiment was carried out in Osaka Bay using a 17-m twin-screw passenger ferry. Test execution and data measurement were performed through the utilization of an autopilot control unit and satellite compass. The result of a straight running test confirms the acceptable accuracy in addressing the surge motion problem. Reasonable agreement between simulation and experiment is also confirmed for 5°/5° and 10°/10° zig-zag tests despite the strong environmental disturbance. The current model can generally represent the subject ship maneuvering motions and is promising for the application to other ship hulls.
Kim, Hyunchul;Kim, In-Tae;Kim, Sanghyun;Kwon, Soo Yeon
Journal of Navigation and Port Research
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v.43
no.6
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pp.369-376
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2019
Ship hydrodynamics in the confined waterways is challenging. When a ship is maneuvering in confined waterways, the hydrodynamic behavior may vary significantly because of the hydrodynamic interaction between the bottom of the ship hull and the seabed, or so-called shallow water effects. Thus, an accurate prediction of shallow water and bank effects is essential to minimizing the risk of the collision and the grounding of the ships. The hydrodynamic derivatives measured by the virtual captive model test provide a path to predicting the change in ship maneuverability. This paper presents a numerical simulation of captive model tests to predict the maneuverability of a ship in confined waterways. Also, straight and zig-zag simulation were conducted to predict the trajectory of a ship maneuvering in confined waterways. The results showed that the asymmetric flow around a ship induced by vicinity of banks causes pressure differences between the port and starboard sides and the trajectory of a ship maneuvering in confined waterways.
This paper is to introduce the development of a LCD monitor-based pilots' ship handling simulator installed in the office of Korea Maritime Pilots Association. This simulator is composed of hardware which includes working server array, operation PC, monitor array, rudder, thruster and telegraph peripheral devices, and software which includes ship mathematical model software, ship conning software, image supporting software and so on. In this simulator, MMG mathematical model is used to create thirteen(13) ship models, which are based on sea trial data & pilots' opinion. According to requirements of pilots, virtual scenes of different port areas are built, and some required additional functions are also developed. By using this simulator, pilots can fulfill all kinds of training exercises, design of channel approaching ports, traffic safety analysis, prevention of accident research and other tasks, so as to grasp the characteristics of different ships, and accumulate experience for piloting.
Berthing and unberthing maneuver is essential work for marine pilots and securing the safety against risks during the maneuver is more important than anything else. Moreover, the maneuvering environment in ports and harbors has changed rapidly and got worse due to development of a new port, the advent of a new type or large-sized ship, and the rapid increase in harbor traffic. As one of measures taken to cope with such changes in the maneuvering environment and for each pilot to improve his own maneuvering ability, this paper developed laptop-based ship-handling simulator which is readily available anytime and anywhere. This paper is to develop a conning display for ship's maneuvering and electronic chart based display widely used nowadays to represent a model ship's movement. The displays were arranged appropriately considering pilot age, easy handling by mouse, using a maximum screen, proper arrangement of rudder, engine, thruster, tug etc and representation of information. Up to now thirteen (13) model ships were developed based on real-ship, whose mathematical model is Japanese MMG & pilots' low speed maneuver.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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