• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권1호
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• pp.1-15
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• 2018

In ocean industry, free surface type ART (Anti Roll tank) system has been widely used to suppress the roll motion of floating structures. In those, various obstacles have been devised to obtain the sufficient damping and to enhance the controllability of freely rushing water inside the tank. Most of previous researches have paid on the development of simple mathematical formula for coupled ship-ARTs analysis although other numerical and experimental approaches exist. Little attention has been focused on the use of 3D panel method for preliminary design of free surface type ART despite its advantages in computational time and general capacity for hydrodynamic damping estimation. This study aims at developing a potential theory based hydrodynamic code for the analysis of floating structure with baffled ARTs. The sloshing in baffled tanks is modeled through the linear potential theory with FE discretization and it coupled with hydrodynamic equations of floating structures discretized by BEM and FEM, resulting in direct coupled FE-BE formulation. The general capacity of proposed formulation is emphasized through the coupled hydrodynamic analysis of floating structure and sloshing inside baffled ARTs. In addition, the numerical methods for natural sloshing frequency tuning and estimation of hydrodynamic damping ratio of liquid sloshing in baffled tanks undergoing wave exiting loads are developed through the proposed formulation. In numerical examples, effects of natural frequency tuning and baffle ratios on the maximum and significant roll motions are investigated.

• 한국해양공학회지
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• 제29권6호
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• pp.405-410
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• 2015

This paper reports the hull form development and resistance performance of a 5-ton-class catamaran-type coastal fishing boat. The weight estimation and preliminary design were basically extracted from existing coastal fishing vessels. In addition, the resistance performance was investigated using a model test in a high-speed circulating water channel and was analyzed in comparison to an existing catamaran fishing vessel. As a result, the modified hull achieved an approximately 30% reduction in resistance compared to the previous hull. The stability or boarding sensitivity of the modified hull form was more stable or comfortable than the original hull form based on a trim and sinkage comparison between the two boats.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.1-7
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• 1994

본 논문은 1993년 대한조선학회 논문집(제30권 제4호)에 제출했던 논문인 "선급 강선규칙의 설계 파랑하중 산식 개발(I)" 에 이은 후속편이다. 한국 선급에 입급된 다양한 선종의 17척 선박을 선정하여 잘 알려진 Strip Theory를 이용한 선박의 내항 성능을 계산하고 단기예측과 장기예측의 통계해석을 수행하였다. 이의 결과들을 가지고 선박의 초기설계시 이용 가능한 주요 요목들(선박의 길이, 폭, 깊이, 흘수 등)만을 이용하여 선형 회귀 분석법을 통하여 설계자들이 이용 가능하도록 파랑하중에 관한 설계산식을 개발하였다. (I)편에 이어 본 논문에서는 첫째, 만재흘수선 상부 및 노출 갑판에 작용하는 파랑 압력에 관한 설계 산식을 제안하였으며 둘째, 선체 임의의 위치에서 사용할 병진운동 가속도와 회전 운동 가속도의 설계 산식을 제안하고 다른 선급 규칙과 비교하였으며, 마지막으로 선체 탱크내에 액체화물이나 건화물이 적재되었을 경우 요구되는 국부구조 설계 하중에 대한 산식을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.365-372
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• 2024

대한민국의 해양레저산업은 세일링을 비롯한 다양한 형태의 수상레저 활동이 증가하는 추세에 따라 세계적으로 신흥시장으로 주목받고 있어 세일링 요트에 대한 수요가 높아질 것으로 추정된다. 이에 따라 2022년 현재 우리나라 요트 문화의 부흥과 보급을 위해 해양수산부의 지원을 받아 28피트 세일 요트의 설계 및 개발이 착수되었다. 개발 초기 단계에서의 성능을 확인하고 이를 통해 설계 인자를 결정하기 위하여 속도 예측 프로그램 VPP(Velocity Prediction Program) 분석이 수행되었다. 본 연구에서 사용된 소프트웨어는 University of Southampton의 Wolfson Unit사(社)의 WinDesign으로, 속도 예측에 적용된 유체역학적 데이터 모델은 Wolfson Unit사(社) 자체적인 조선공학 및 요트연구 분야에서 수십 년간의 예인 수조 시험 데이터를 회귀 분석한 방법으로 대부분의 현대식 요트에 대해 신뢰할 수 있는 추정치를 제공하는 것으로 여겨진다. 하지만 예인 수조 시험이나 CFD 수치해석 등을 통한 실험 결과적인 유체역학적 정보가 없기 때문에 소프트웨어에서 제공하는 유체역학적 데이터 회귀 모델의 저항 값은 다소 차이가 있을 것으로 예상된다. 또한, 아직 미완료된 무게 중심 추정에 의한 VCG 값은 속도 예측의 입력 변수 중 하나로, 성능 결과에 어느 정도 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상된다. 개발 세일 요트에 대한 최적화된 보트 속도는 풍속 4, 8, 12, 16 및 20노트의 집세일 조합(최대 120° TWA) 및 스피네커 세일 조합(80° TWA부터) 모두에서 확인되었으며, VPP를 활용하여 얻어진 최적화된 속도는 국제적으로 유사한 등급의 요트와 견줄수 있는 수준으로 확인되었다.

• 대한조선학회지
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• 제22권2호
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• pp.35-48
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• 1985

The present work develops a method of evaluating thrust deduction and wake for different loads of the propeller using the concerted application of the theoretical tools and experimental techniques. It also shows the applicability of the new method to the design of optimum hull form. Firstly, the problem of hull-propeller interaction was analyzed in terms of inviscid as well as viscous components of the thrust deduction and wake. The wavemaking resistance of a hull and propeller were mathematically represented by sources on the hull surface and sink on the propeller plane, respectively. The strength of sink was determined by utilizing the radial distributions of propeller load and nominal wake. The resistance increment due to a propeller and the axial perturbation flow induced by the hull in the propeller plane were calculated. Especially, the inviscid component of the thrust deduction was calculated by subtraction the wavemaking resistance of a bare hull, the wavemaking resistance of a free-running propeller and the augmentation of propeller resistance due to hull action from the wavemaking resistance of the hull with a propeller. The viscous components of the thrust deduction and wake were estimated as functions of propeller load which were established by the propeller load varying test after deduction the calculated inviscid components. Secondly, an analysis method of powering performance was developed based on the potential theory and the propeller load varying test. The hybrid method estimates the thrust deduction, wake and propeller open-water efficiency for different propeller load. This method can be utilized in the analysis of powering performance for the propeller load variation such as the added resistance due to hull surface roughness, the added resistance due to wind, etc. Finally, the hybrid method was applied to the optimum design of hull form. A series of afterbody shapes was obtained by systematically varying the waterplane and section shapes of a parent afterbody without changing the principal dimensions, block coefficient and prismatic coefficient. From the comparison of the predicted results such as wavemaking resistance, thrust deduction, wake and delivered power, an optimum hull form was obtained. The delivered power of the optimized hull form was reduced by 5.7% which was confirmed by model tests. Also the predicted delivered power by the hybrid method shows fairly good agreement with the test result. It is therefore considered that the new analysis method of powering performance can be utilized as a practical tool for the design of optimum hull form as for the analysis of powering performance for the propeller load variation in the preliminary design stage.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권6호
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• pp.449-458
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• 2012

최근 해상을 비롯한 수상공간에 다양한 플로팅 건축물이 계획되거나 설치되고 있다. 그러나 관련 법제도의 미비로 인하여 플로팅 건축물의 설계 및 건설 혹은 관리운영에서 많은 문제점이 발생되고 있으며 이는 플로팅 건축물의 활성화를 저해하는 중요한 요인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 플로팅 건축물에 대한 국내 법제도 적용 사례 및 해외 관련 법제도 사례 조사를 실시하여 우리나라에서 플로팅 건축물의 법제도 개선을 위한 기초자료와 개선방향을 제시하였다. 연구결과 플로팅 건축물은 선박이 아닌 건물로서 법적 지위를 확보하며 플로팅 건축물 설치 특별구역을 설정하여 건물의 대지를 조성하고 별도 기술기준을 적용하며 건축인허가 및 등기 절차를 활용할 수 있도록 법제도 개선이 필요하다.

• Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
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• 제1권1호
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• pp.76-90
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• 1993

A new propeller series is developed using the newly developed blade section (KH 18 section) which has better cavitation characteristics and higher lift-drag ratio at wade angle-of-attack range than a conventional section. The radial patch distribution of the new series propellers is variable stance they were designed adaptively to a typical wake distribution. Basic geometric particulars of the series propellers. such as chord length, thickness, skew and rake distributions, are determined on the basis of recent full scale propeller geometric data. The series is developed for propellers having 4 blades, and blade area ratios of 0.3, 0.45, 0.6 and 0.75. Mean pitch ratios are varied as 0.5, 0.6, 0.7, 0.95 and 1.1 for each blade area ratio. The new propeller series consists of 20 propellers and is named as the KD(KRISO-DAEWOO)-propeller series. Propeller open-water tests are performed at the towing tank, and cavitation observation tests and fluctuating pressure tests are carried out at the cavitation tunnel of KRISO. $B_{p}-\delta$ curves, which can be used to select the optimum propeller diameter at the preliminary design stage, are derived from a regression analysis of the propeller open-water test results. The KD-cavitation chart is derived from the cavitation observation test results by choosing the local maximum lift coefficient and the local cavitation number as parameters. The cavity extent predicted by the KD-cavitation chart would be more accurate compared to that by an existing cavitation charts, such as the Burrll's cavitation chart, since the former is derived from the cavitation observation test results in a typical ship's wake, while the lather is derived from the test results in a uniform flow.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.10-23
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• 2009

Korean small coastal fishing boats have the different kind of fisheries and customs against Japanese fishing boats. Those bring some influences on the principal parameters of hull form. In same displacement, Korean small coastal fishing boat has generally shorter length, draft and wider breadth than Japanese fishing boat. Furthermore, even though the parameters of each hull form are similar, it is known that the resistance performance of Korean small coastal fishing boat is worse than that of Japanese fishing boat. In this study, the representative hull forms of Korean and Japanese small coastal fishing boats are selected and compared to evaluate the resistance performance of Korean fishing boat in low-speed range. The hull form of the Korean fishing boat is modified as comparison with that of the Japanese fishing boat to confirm the partial characteristic differences between the hull forms and the resistance performances. The representative partial characteristics of hull form are the gradient of chine line, keel shape and stern length. The resistance performances of the modified hull forms are evaluated by INHAWAVE which is one of CFD program and model tests in towing tank. The results of the present study will be used to improve the resistance performance and to develop the practical hull form of Korean small coastal fishing boats as principal data in the preliminary hull form design of fishing boats.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.52-68
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• 1991

캐비테이션 특성이 우수하고 넓은 받음각에서 양력-향력비가 큰 새로운 날개단면(KH18 단면)을 사용하여 체계적인 방법으로 기하학적 형상을 변화시켜 설계된 새로운 계열 프로펠러의 개발을 시도하였다. 새로운 계열 프로펠러의 형상을 설계함에 있어 기존의 계열 프로펠러와는 달리 선택된 반류분포의 회전방향 평균 반류분포를 입력자료로 하여 반경방향 부하분포와 코오드 방향 부하분포를 동일하게 유지하면서 피치 및 캠버의 형상을 결정하였다. 또한 코오드 길이, 두께, 스큐 및 레이크 분포와 같은 형상은 최근 실적선 프로펠러의 형상 특성을 정형화하여 선택되었기 때문에 초기설계시 설계된 형상이 최종 설계 프로펠러의 형상과 크게 다르지 않을 것으로 생각되어 초기성능을 보다 정확하게 추정할 수 있게 하였다. 설계된 계열 프로펠러는 날개수 4개인 프로펠러를 대상으로 날개 전개면적비 4개($A_{E}/A_{O}$=0.3, 0.45, 0.6, 0.75)에 대하여 각 전개면적비에서 평균피치비를 5개(P/D=0.5, 0.65, 0.8, 0.95, 1.1)로 변화시켜 총 20개의 프로펠러로 구성되었으며 KD-프로펠러 씨리즈(KRISO-DAEWOO Propeller Series)라 명명하였다. 설계된 계열 프로펠러들에 대하여 단독특성시험, 캐비테이션 관찰시험, 변동압력 계측시험을 수행하였다. 프로펠러 단독특성 시험결과의 회귀해석결과로 부터 $B_{P}-\delta$ 곡선을 도출하여 초기설계 단계에서 최적 프로펠러 직경등을 쉽게 결정할 수 있게 하였다. 기준으로 선택된 반류분포(2700TEU 콘테이너선의 반류) 후류에서 프로펠러 추력계수 및 캐비테이션 수를 체계적으로 변화시킨 상태에서 캐비테이션 관찰시험 및 변동압력계측시험을 수행하였다. 양력면이론에 의한 비정상 프로펠러 성능해석에 의해 계산된 최대 국부양력계수 ($C^{max}_{l,0.8R}$)와 국부캐비테이션 수(${\sigma}_0=\frac{p-p_v}{\frac{1}{2}{\rho}V^2_{0.8R}}$)를 기준으로 캐비테이션 관찰시험 결과를 정리하여 KD-캐비테이션 챠트를 도출하였다. 기존의 캐비테이션 챠트는 균일류중의 시험 결과를 정리하여 작성되었으나 KD-캐비테이션 챠트는 반류분포중에서 시험된 프로펠러 관찰시험 결과로 부터 도출되었으므로 초기설계 단계에서 보다 정확한 캐비테이션 발생량 추정이 가능하리라 예상된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권5호
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• pp.435-445
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• 2007

선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.