• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.47-58
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• 1994

본 논문에서는 천수역에 위치한 선박의 선형(線形) 조종성 계수를 추정하기 위한 이론적인 해석법에 대한 연구가 수행되었다. 세장체 이론을 사용하여 선체 주위의 유동을 모델화하였으며, 이로부터 물체 근처의 내부 유체 영역에서의 횡방향 유속에 대한 적 미분 방정식을 유도하였다. 이의 수치해법에 관하여 자세히 기술하였고, 특정 경우에 대한 이론해와 계산 결과를 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 이 적 미분 방정식의 해를 이용하여 선체의 선형(線形) 조종성 계수를 추정할 수 있다. Mariner. Series 60, Wigley 선형에 대한 계산을 수행하였으며, 기존의 실험 결과와 비교하여 보았다. 조종 운동을 하고 있는 선체 주위의 복잡한 유동을 모델화하는 과정중에 포함된 여러 가지 가정에도 불구하고, 계산 결과는 실험 결과와 정성적, 정량적으로 잘 일치하며, 선박의 초기 설계 단계시 수심에 따른 기본적인 조종성 변화를 추정할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.66-72
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• 1994

선박의 조종성능을 정확히 평가하기 위해서 지난 약 10년간 각종모형시험이 수행되었다. 그러나 수학모델에 나타나는 변수들은 너무 다양하고, 복잡한 특성을 나타내기 때문에 아직까지 설계분야에 직접 사용할 수 있는 유용한 형태가 구축되지 않았다. 본 연구에서는, 이 수학모델에서 가장 중요한 변수인 프로펠러에서의 유효반류계수($1-{\omega}_P$)와, 유효타각 $\delta_R(\beta_R)$)을 회류수조에서 조사하였다. 모델은 설계속도와 저속에서 각각 실험이 이루어졌고, 흘수 또한 만재상태와 밸러스트상태에서 실시되었다. 프로펠러 추력과 타직압력은 주어진 사항각과 프로펠러 회전수에서 측정되었다. 이 추력은 유효유입속도나 유입방향의 해석에 사용된다.

• 융합보안논문지
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• 제19권2호
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• pp.129-136
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• 2019

지상작전 시 지휘관 및 참모의 주된 업무는 지속적으로 발생되는 상황에 대처하기 위해 수행되는 의사결정의 연속이라고 볼 수 있다. 하지만 현재의 의사결정 과정은 지휘관 및 참모의 정성적인 방법에 의존하고 있기 때문에 제4차 산업혁명을 기반으로 현재 및 미래에 도입되고 있는 의사결정 도구와의 연결을 보장하기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 지상작전과 연관된 의사결정 고려요소들의 정량화에 대해 전장정보분석(IPB) 시 접근로 평가요소들의 상대적 중요도를 AHP를 이용하여 도출하는 것을 중심으로 제시된다. 전장정보분석에서 가장 중요한 과정 중에 하나가 접근로에 대한 평가이며, 평가요소에는 목표 접근성 관측과 사계 은폐와 엄폐 장애물, 기동의 용이성 인접 접근로로의 전환 용이성을 포함하고 있다. 기존의 방식은 비교요소에 의한 방법과 장단점에 의한 비교가 있지만, 위 평가요소들의 중요도가 동등하게 적용된다는 문제점이 항상 제기되어 왔다. 전문가집단을 통한 분석적계층과정(AHP) 기법을 적용하였고, 분석결과 목표 접근성이 가장 중요한 평가요소임을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권1호
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• pp.16-25
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• 2021

동유체력 미계수는 수중운동체의 조종성능을 예측하기 위해 정확히 추정되어져야 하며 추정 방법의 일환으로 다양한 모형시험이 수행되어오고 있다. 수중운동체는 횡동요 모멘트 변화에 민감하므로 관련 동유체력 미계수를 추정하는 작업은 정확히 수행되어져야 한다. 본 연구에서는 횡동요 운동과 관련한 동유체력 미계수를 간단하게 추정할 수 있는 순수 횡동요 장비를 새롭게 설계하였다. 횡동요 운동은 간단한 기계적 메커니즘을 통하여 구현하였으며, 메커니즘의 원리와 적용과정 그리고 설계한 장비의 system identification에 대해 기술하였다. 또한 순수 횡동요 시험의 해석방법을 제시하고 설계한 장비에 대해 반복시험을 거쳐 결과의 재현성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제35권3호
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• pp.173-182
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• 2021

The maneuvering performance of a ship on the actual sea is very different from that in calm water due to wave-induced motion. Enhancement of a ship's maneuverability in waves at the design stage is an important way to ensure that the ship navigates safely. This paper focuses on the maneuvering prediction of a Russian trawler in wind and irregular waves. First, a unified seakeeping and maneuvering analysis of a Russian trawler is proposed. The hydrodynamic forces acting on the hull in calm water were estimated using empirical formulas based on a database containing information on several fishing vessels. A simulation of the standard maneuvering of the Russian trawler was conducted in calm water, which was checked using the International Maritime Organization (IMO) standards for ship maneuvering. Second, a unified model of seakeeping and maneuvering that considers the effect of wind and waves is proposed. The wave forces were estimated by a three-dimensional (3D) panel program (ANSYS-AQWA) and used as a database when simulating the ship maneuvering in wind and irregular waves. The wind forces and moments acting on the Russian trawler are estimated using empirical formulas based on a database of wind-tunnel test results. Third, standard maneuvering of a Russian trawler was conducted in various directions under wind and irregular wave conditions. Finally, the influence of wind and wave directions on the drifting distance and drifting angle of the ship as it turns in a circle was found. North wind has a dominant influence on the turning trajectory of the trawler.

• 대한조선학회논문집
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• 제59권6호
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• pp.423-431
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• 2022

In this paper, the results of Planar Motion Mechanism (PMM) test for a 1/15 scaled model of the MARIN Joubert BB2 submarine is dealt with to derive the maneuvering coefficients for surface condition. For the depth of surface navigation, the top of the sail was exposed 0.46 m above the water surface in the model scale, and it corresponds to 6.9 m in the full scale. The resistance and self-propulsion tests were conducted, and the model's self-propulsion point was obtained for 1.328 m/s, which corresponded to 10 knots in the full scale. The maneuvering tests were performed at the model's self-propulsion point, and the maneuvering coefficients were obtained. Based on the maneuvering coefficients, a turning simulation was performed for starboard 30 degree of stern fins. The straight-line stability and control effectiveness in the horizontal plane were analyzed using the maneuvering coefficients and compared with the appropriate range. For the analysis of the neutral fin angle of the X-type stern fin, the stern fin test with drift angles was carried out. As a result, the flow straightening effect at lower and upper parts of the stern fin was discussed.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권7호
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• pp.469-478
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• 2019

수직이착륙기(VTOL) 및 도심 항공 모빌리티와 같은 멀티로터형 비행체는 높은 기동성을 바탕으로 오늘날 널리 활용되고 있다. 멀티로터는 다수의 로터로 구성되어 후류 상호작용이 활발히 발생하고, 이로 인해 멀티로터의 공기역학 및 공력음향학적 특성이 단일 로터와 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 자유 후류 격자 기법 해석자를 활용하여 멀티로터의 후류 상호작용 효과를 규명하고자 하였다. 다양한 비행체와 운용조건의 비교를 위하여, 제자리 비행에서 로터 간격에 따른 효과와 전진 비행에서 전진비 및 전진 방향에 따른 효과를 확인하였다. 제자리 비행 시 후류 및 로터 사이의 상호작용으로 비정상 하중이 발생하였으며, 로터 사이 간격이 줄어들수록 하중 변화폭이 증가하였다. 이는 비정상 하중 소음을 발생시키고 소음 지향성에 변화를 가져온다. 전진 비행 시, 비행 방향에 따라서 비정상 하중 및 소음 특성에서 차이를 보인다. 단일 로터 해석 결과와 비교하였을 때, 멀티로터의 각각의 로터는 상대적 위치에 따라서 하중 소음의 크기와 지향성이 다르다. 결론적으로 후류 상호작용 효과에 대한 분석은 다양한 멀티로터 형상과 운용조건의 공력 및 공력소음 해석에 필수적이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.652-660
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• 2017

최근 총톤수 16만 톤급 이상의 대형 크루즈선이 국내 항에 정기입항하고 있다. 크루즈를 이용한 국내 관광객이 증가함에 따라 정부에서는 크루즈산업 활성화를 위해 항만기반시설 확충에 많은 노력을 하고 있다. 현재 국내 주요 항구에서 크루즈전용부두 공사가 진행되고 있다. 그러나 국내 항만 및 어항설계기준에는 크루즈선 및 접안시설에 대한 표준제원이 제시되어있지 않다. 대상선박의 표준제원이 제시되어있지 않아 전용시설물 설계 및 인허가에 많은 어려움이 예상된다. 그래서 본 연구에서는 크루즈선에 대한 표준제원을 제시하기 위하여 현재 운항중인 크루즈선의 톤수별 대표선형의 제원을 분석하고 PIANC 사례 및 국내 항설기준을 비교분석 하였다. 분석결과 크루즈선은 연안여객선과 선박제원 및 선박조종성능에 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 크루즈 전용시설물 설계를 위해서는 반드시 대상선박의 제원이 국내항설기준에 반드시 포함되어야 한다. 그리고 선박의 범위를 산정하기 위하여 크루즈선 평균제원 값에 커버율(75%)을 적용하여 크루즈선 표준제원과 수역시설물에 대한 기준을 제시하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권3호
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• pp.173-178
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• 2015

최근 국내외적으로 수중 유도무기체계 개발로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 특히 수중운동체 중 하나인 잠수함은 한국의 특수한 상황에서 최적의 선형설계를 위한 신뢰도 높은 조종성 평가 기술이 요구되며, 이를 위한 정확한 동유체력 계수의 추정 또한 중요한 연구 분야라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 잠수함 모형을 대상으로 구속모형시험인 VPMM (Vertical Planar Motion Mechanism) 시험을 실시하여 정밀도 높은 동유체력 계수를 추정하였다. 그리고 추정된 연직면 운동에 대한 선형 (Linear) 동유체력 계수 (Hydrodynamic derivatives)들을 이용하여 동안정성 (Dynamic Stability)을 판별하였다. 그 결과, 이론추정치와의 비교를 통해 동유체력 계수의 타당성이 검증되었으며, 잠수함의 연직면 동안정성도 양호한 것으로 평가되었다. 즉, 무한수심으로 정의되는 심도 6.0의 깊은 수심으로 갈수록 주기에 따른 변화가 작아지며, 이론추정치에 근사함을 확인할 수 있었다. 한편 연직면 동안정성 판별에 있어서는, 0보다 큰 양(+)의 값을 가짐으로서 연직면 운동에 대한 동안정성을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.537-543
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• 2017

수중글라이더(UG; underwater glider)는 지속적인 해양관측 탐사를 목적으로 개발된 장기운용 가능한 수중로봇이다. 원통형의 일반적인 수중글라이더는 단일 부력엔진과 자세제어기를 통해 추진하기 때문에, 운동조종성능 측면에서 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 기존 원통형 수중글라이더의 부력제어 및 운동제어성능을 개선하기 위해 이중부력엔진을 탑재한 가오리 형태의 수중글라이더를 소개한다. CFD(computational fluid dynamics) 해석을 수행하여 설계된 형상의 글라이드 운동에 대한 유체저항성능을 해석한다. 산출한 유체력 계수를 바탕으로 운동 시뮬레이션을 수행하여 운동성능을 비교 분석한다. 가오리 형태의 수중글라이더 소형 축소모델을 제작하고, 제어시스템을 구성하여 기초 성능시험을 수행한다.