• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1-14
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• 1996

IMO 조종성잠정기준 4가지 항목중, 특히 비대선형의 경우 침로안정성이 문제시될 수 있다. 본 연구의 목적은 타의 스팬길이에 따른 면적 변화가 침로안정성에 미치는 영향을 조사함으로써, 타면적 증감에 의한 침로안정성 개선 방법을 모색하고자 한다. 본 연구에서는 타직압력과 관련된 실험 정수들과 조종유체력미계수와의 관계를 정식화하였고, 타직압력과 관련된 각종 구속모형시험을 실시하여 타면적 변화에 따른 조정유체력미계수의 변화를 구하고, 이로부터 침로안정성을 비교, 분석하였다. 또한 조종성 시뮬레이션 기법을 이용하여 타면적 증감에 따른 조종성능 개선 효과를 검토하였다. 연구 결과, 타면적 증가는 침로안정성을 저해할 가능성이 있으며, 그 원인은 스팬길이 증가로 인한 타 상부와 선미 오버행 하부의 공간이 작아지기 때문이다. 이 공간은 조종운동시정류계수에 큰 영향을 미치며, 이것이 침로안정성과 관련된다는 것을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.533-542
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• 2010

For a long times it has been believed that the Magnus effect of the rotating cylinder could be utilized for the lifting devices applicable to marine practices. It has been reported that the rotating cylinder installed on upper deck of commercial vessel could play a energy saving role however the idea might be applicable in a very rare case in ship building practices. In this study special high lift rudder system equipped with the trailing edge rotor has been suggested in correspondence with the increasing requirement of greater rudder force. Through the numerical simulation it is cleared that the trailing edge rotor could play a role in enhancement of circulation and refinement of boundary layer of the rudder system. At the same time it is found out that the lift force of the rudder system without rotation of trailing edge rotor could be doubled when the circumferential velocity of the trailing edge rotor is equal to twice of the inflow velocity.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권2호
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• pp.899-913
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• 2019

In order to provide a complementary perspective to the effects of the maneuvering motions on the unsteady propeller performance, the numerical simulation of the flow field of the hull-rudder- propeller system is performed by Unsteady Reynolds-averaged Naiver-Stokes (URANS) method. Firstly, the flow fields around the submarine model without the presence of propeller in straight ahead motion and the steady diving maneuvers with submergence rudder deflections of 4°, 8° and 12° are predicted numerically. The non-uniformity characteristic of the nominal wake field is exacerbated with the increase submergence rudder angle. Then the flow field around the SUBOFF-G submarine fitted with the 4381 propeller is simulated. The axial, transverse and vertical unsteady propeller forces in different maneuvering conditions are compared. In general, as the submarine maneuvers more violently, the harmonic amplitudes of the unsteady force at the 2BPF and 3BPF increased more significantly than that at BPF.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.324-333
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• 2013

Recently, rudder erosion due to cavitation has been frequently reported on a semi-spade rudder of a high-speed large ship. This problem raises economic and safety issues when operating ships. The semi-spade rudders have a gap between the horn/pintle and the movable wing part. Due to this gap, a discontinuous surface, cavitation phenomenon arises and results in unresolved problems such as rudder erosion. In this study, we made a rudder model for 2-D experiments using the NACA0020 and also manufactured gap flow blocking devices to insert to the gap of the model. In order to study the gap flow characteristics at various rudder deflection angles($5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $35^{\circ}$) and the effect of the gap flow blocking devices, we carried out the velocity measurements using PIV(Particle Image Velocimetry) techniques and cavitation observation using high speed camera in Seoul National University cavitation tunnel. To observe the gap cavitation on a semi-spade rudder, we slowly lowered the inside pressure of the cavitation tunnel until cavitation occurred near the gap and then captured it using high-speed camera with the frame rate of 4300 fps(frame per second). During this procedure, cavitation numbers and the generated location were recorded, and these experimental data were compared with CFD results calculated by commercial code, Fluent. When we use gap flow blocking device to block the gap, it showed a different flow character compared with previous observation without the device. With the device blocking the gap, the flow velocity increases on the suction side, while it decreases on the pressure side. Therefore, we can conclude that the gap flow blocking device results in a high lift-force effect. And we can also observe that the cavitation inception is delayed.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.200-207
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• 2017

선박에서 제어판을 가지는 목적은 선박의 운동을 제어하는데 있다. 제어판은 단동타의 형태일수도 있고 고정된 부분과 이동하는 부분의 조합에 의해 구성될 수도 있다. 이러한 제어판은 그 고유의 목적에 맞도록 역할을 수행하는 기능을 가지며, 유체와 상대적인 운동과 원초적인 기능에 의해 조정력을 증가시키는 것이다. 이러한 힘과 모멘트는 영각의 변화와 회전에 의해서 생성되고 선박의 조종성능을 결정한다. 본 논문에서는 플랩러더와 물분사러더의 2차원 유동특성을 회류수조에서 PIV기법을 이용하여 각각 계측하였다. 모델시험은 플랩러더와 물분사러더를 NACA0012의 영각과 플랩각을 변화시키면서 수행하였다. 2프레임 입자추적기법은 유동장에서 속도분포를 득하는데 이용되었다. 전체실험에서 레이놀즈수 $Re{\fallingdotseq}3.0{\times}10^4$를 적용하였으며 상호비교를 통해 계측된 결과값을 비교평가하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.325-330
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• 2010

선박의 조종성능 향상을 위해 적용되고 있는 쌍동타의 유체력 평가를 위해 $Re=1.5{\times}10^4$에서 쌍동타의 상 하부 러더 간격을 변화시켜 쌍동타 주위 유동을 계측하였다. 영각의 변화에 따른 쌍동타 주위에서 생성되는 와의 생성과 소멸 메커니즘을 이해하기 위해 속도 및 에너지 분포를 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 비교 분석하였다. 쌍동타의 상 하부 러더 간격 L=0.75C에서 물리적 한계영역으로 정의되었다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.27-31
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• 1990

양력면(揚力面)의 양력계산(揚力計算)에 흔히 쓰이고 있는 방법(方法)을 크게 나누면 Vortex Lattice 법(法)과 Mode Function법(法)이 있다. 잘 알려진 것 처럼, Vortex Lattice법(法)은 해(解)의 수렴성(收斂性)은 좋으나 계산시간(計算時間)이 많이 걸리는 문제점(問題點)이 있고, Mode Function법(法)은 계산시간(計算時間)은 짧으나 해(解)가 특이(特異)해 지는 경우가 있다. 그러므로 본(本) 논문(論文)에서는 양방법(兩方法)의 장점(長點)들을 살리도록, 양력면(揚力面)을 Span 방향(方向)으로 분할(分割)하고 각(各) Strip Mode Function을 사용하여 Vortex를 분포(分布)시켜, 양력면이론(揚力面理論)으로 양력(揚力)을 계산(計算)하였다. 우선 Horn Type의 반균형타(半均衡舵)에 본(本) 계산법(計算法)을 적용(適用)하여 타직압력(舵直壓力)을 계산(計算)하고 타(舵) 단독시험(單獨試驗)을 병행(竝行)하여 계산법(計算法)의 유용성(有用性)을 검증(檢證)하였다. 그 결과(結果), Stall과 같은 비선형적(非線形的) 유체현상(流體現象)이 일어나지 않는 한(限), 본(本) 계산법(計算法)은 유용(有用)하다는 결론(結論)을 얻었다. 끝으로, 본(本) 계산법(計算法)을 평행(平行)하게 늘어선 한척(隻)의 장방형타(長方形舵)에 적용(適用)하여 두 타(舵) 사이의 상호간섭(相互干涉)도 계산(計算)하였다.

• 대한산업공학회지
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• 제25권1호
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• pp.100-110
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• 1999

The objectives of this study are twofold: (1) to evaluate the cockpit of three Korean air force fighters such as F-4, F-5, and F-16 in an ergonomic perspective and (2) to measure the musculoskeletal discomfort of the fighter pilots. For the study, 369 air force pilots from 7 squadrons were surveyed. The study shows that the cockpit design of F-16 is superior to the others. However, F-4 is the worst among them. Statistical analyses reveal that the seat in the cockpit raised the most complaints, regardless of types of fighter planes. The main problems with the seat included inappropriate designs of the backrest angle, seat cushioning, and parachute harness. Also frequently cited are various control switches, control stick, rudder pedal, and the throttle. That these items lack human integration is found in remote positions and improper dimensions. The implications of these findings are discussed. The self-reported musculoskeletal complaints show that the main discomfort is on the back and neck. Also, the buttocks, shoulders, and the legs/knees are common sites of discomfort. A stepwise regression analysis shows that the back discomfort, is mainly caused by the use of the seat, rudder pedal, control stick, and switches. A Spearman rank correlation coefficient test also reveals that job dissatisfaction of the pilots is related to the complaints with the cockpit and musculoskeletal discomfort. These findings suggest that more comprehensive studies for cockpit design in the aspects of functional anthropometry of Korean pilots are needed to reduce the musculoskeletal discomfort.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권3호
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• pp.36-54
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• 2008

A jet stream applied tangential to a curved surface in fluid increases lift force by strengthening circulation around the surface and this phenomenon is known as the Coanda effect. Many experimental and numerical studies have been performed on the Coanda effect and the results found to be useful in various fields of aerodynamics. Recently, preliminary studies on Coanda control surface are in progress to look for practical application in marine hydrodynamics since various control surfaces are used to control behaviors of ships and offshore structures. In the present study, the performance of a Coanda control surface with different geometries of the jet injection nozzle was surveyed to assess applicability to ship rudders. A numerical simulation was carried out to study flow characteristics around a section of a horn type rudder subjected to a tangential jet stream. The RANS equations, discretized by a cell-centered finite volume method were used for this computation after verification by comparing to the experimental data available. Special attentions have been given to the sensitivity of the lift performance of a Coanda rudder to the location of the slit (outlet) and intake of the gap between the horn and rudder surface at the various angles of attack. It is found that the location of the water intake is important in enhancing the lift because the gap functions as a conduit of nozzle generating a jet sheet on the rudder surface.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.997-1003
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• 2014

무인항공기의 자동이착륙을 성공적으로 수행하기 위해서는 자동 지상활주 제어는 반드시 설계되어야 하는 중요한 부분이다. 이러한 지상활주 제어기를 설계하기 위해서는 정확하고 신뢰도 높은 착륙장치 모델은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 착륙장치 모델링을 완성하기 위해서 특별히 착륙장치 측력 모델링을 수행하였다. 조향각 명령을 포함한 Cornering Angle을 계산하여 측력을 모델링하였다. 그리고 모델링된 착륙장치 모델을 포함한 비선형 6자유도 시뮬레이션 환경을 이용하여, 항공기의 바람벡터 방향인 Course Angle 오차를 해소하기 위한 전륜 조향(Nose Wheel Steering)과 러더 조향(Rudder Steering)을 동시에 이용하는 자동 지상활주 제어기를 설계하였다. 설계된 지상활주 제어기를 동일하게 적용하여, 착륙장치 모델을 포함한 시뮬레이션 결과와 실제 무인기를 이용한 자동 지상활주 시험 결과를 비교하였고, 이로써 착륙장치 측력 모델링과 지상활주 제어기의 정확성을 입증하였다.