• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.54-61
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• 2001

최근 ISO에서는 속도 시운전의 결과를 보정하는 방법과 시운전 방법 자체를 표준화하는 움직임을 보이고 있다. 그 주요내용 중에 하나는 과학적이고, 신뢰성 있는 시운전 계측이다. 이러한 흐름에 대비하여 저자는 1996년 각종 항해 신호 집중화 장비의 개발을 완료하였고, 1998년 DGPS를 이용한 속도, 조종 시운전의 계측 및 해석 program의 개발을 완료하였다. 개발된 계측 및 해석 program은 검증을 거쳐 1999년 한국 선급으로부터 Certification을 받아 실선 적용을 시작하였다. 현재까지 70여 척의 시운전을 본 시스템을 통해 수행하였다. 그러나 기존에 개발된 시스템은 단축선에 대해서만 적용이 가능하다는 제약이 있었다. 이를 극복하고자 저자는 단축선 이외에 다축선에 대해서도 적용할 수 있는 보완된 계측 시스템과 해석 program을 개발하였다. 본 논문에서는 두 시스템에 대한 개략적인 소개, 검증 방법, 실선 시운전 계측 및 해석 결과 등에 대해서 소개하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권4호
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• pp.329-334
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• 2017

As the motion response of heave for floating bodies on the water surface is relatively large near the natural frequency, it is necessary to predict its value accurately from the stage of initial design. Bodies accelerating in fluid experience force acted upon by the fluid, and this force is quantified by using the concept of added mass. For predicting the natural frequency of heave we need to know the added mass, which is given as a function of frequency, and hence the natural frequency can be obtained through only by iteration process, as was pointed out by Lee (2008). His method was applied to circular cylinders, and two dimensional cylinders of Lewis form by making use of the Ursell-Tasai method in the previous works, Lee and Lee (2013), Kim and Lee (2013), and Song and Lee (2015). In this work, a similar algorithm employing the concept of strip method is adopted for predicting the heave natural frequency of KCS(KRISO Container Ship), and the obtained computational result was compared with other existing experimental data, and the agreement seems reasonable. Furthermore, through the error analysis, it is shown that why the frequency corresponding to the local minimum of the added mass and the natural frequency are very close. And it seems probable that we can predict the heave natural frequency if we know only the local minimum of added mass and the corresponding frequency under a condition, which holds for ship-like bodies in general.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권6호
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• pp.490-496
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• 2018

The consistency of the initially designed waves in the domain is essential for accurate calculation of the added resistance in waves through CFD. In particular, unwanted reflected waves at domain boundaries can cause incorrect numerical solutions due to the superposition with initially designed waves. Euler Overlay Method(EOM) is one of the methods for reducing wave reflections by adding an additional source term to momentum and phase conservation equations, respectively. In this study, we apply the Euler Overlay Method(EOM) to the open-source CFD library, OpenFOAM(R), to simulate the accurate free-surface waves in the domain and the parametric study is performed for efficient implementation of Euler Overlay Method(EOM). Considering that the damping efficiency depends on the selection of the overlay parameter in the added source terms, the size of overlay zone and the wave steepness, the influences of these factors are tested through the wave elevation measured at constant time intervals in the 2D numerical wave tank. Through this process, guidelines for selection of optimal overlay parameter and overlay zone size that can be applied according to the scaling law are finally presented.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.482-488
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• 2019

최근 수상 레저 사업장과 레저기구의 개수는 지속해서 성장하고 있다. 수상레저기구 중에서도 카약과 카누의 보급률이 크게 증가하고 있다. 기존에는 주로 FRP 재료를 사용하여 제작하였으나, 지구온난화, 천연자원 고갈 등의 문제로 인해 청정에너지 및 신재생 에너지에 대한 필요성이 대두됨에 따라 탄소섬유에 대한 수요도 빠르게 증가하고 있다. 본 연구에서는 이러한 사회적인 변화 의식에 부합하기 위하여, 탄소섬유를 적용한 보급형 카약을 설계하고, 제품의 신뢰성을 검증하기 위하여 저항성능 및 구조 안전성 평가를 수행하였다. 속도 변화에 따른 압력저항과 마찰저항 변화를 검토하였으며, 속도 2.6 m/s 이상에서는 압력저항이 크게 증가하면서 전체저항이 커지는 현상이 발생한다. 현재 카약 구조는 운용 시 고려할 수 있는 설계하중을 고려 시, 충분한 안전율을 갖고 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.122-129
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• 2019

신조 방식의 제조업의 특성상 경기 사이클이 존재하기 때문에, 장기적으로 이를 대처할 동반 산업이 절실하게 필요로 하고 있다. 이러한 요구에 적합한 분야가 수리조선업 분야이다. 수리조선업을 운영하기 위해서는 플로팅도크가 필수적으로 필요로 하며, 대부분 노후화된 플로팅도크를 해외로부터 수입한 후, 개/보수를 통하여 운용하고 있다. 그러나, 사용연한이 최소 30년 이상이고, 운용 시 특정 선급에 입급을 시키지 않기 때문에, 안전성에 대한 정확한 지침은 전무한 상태이다. 본 연구에서는 노후화된 플로팅도크의 계측한 두께 정보를 활용하여, 구조강도 검토를 수행하고, 운용중인 플로팅도크의 잔류 구조강도를 분석하였다. 연구를 통하여 도출된 주요 결과들은 유사 설비의 구조 안전성 검토에 대한 가이드라인을 참조할 수 있으며, 개/보수 시 이러한 방법을 활용하면 빠른 시간 내에 최적 해를 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.241-257
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• 2020

The rapid proliferation of oil/gas drilling and wind turbine installations with jack-up rig-formed structures increases structural safety requirements, due to the greater risks of operational collisions during use of these structures. Therefore, current industrial practices and regulations have tended to increase the required accidental collision design loads (impact energies) for jack-up rigs. However, the existing simplified design approach tends to be limited to the design and prediction of local members due to the difficulty in applying the increased uniform impact energy to a brace member without regard for the member's position. It is therefore necessary to define accidental load estimation in terms of a reasonable collision scenario and its application to the structural response analysis. We found by a collision probabilistic approach that the kinetic energy ranged from a minimum of 9 MJ to a maximum 1049 MJ. Only 6% of these values are less than the 35 MJ recommendation of DNV-GL (2013). This study assumed and applied a representative design load of 196.2 MN for an impact load of 20,000 tons. Based on this design load, the detailed design of a leg structure was numerically verified via an FE analysis comprising three categories: linear analysis, buckling analysis and progressive collapse analysis. Based on the numerical results from this analysis, it was possible to predict the collapse mode and position of each member in relation to the collision load. This study provided a collision strength assessment between attendant vessels and a jack-up rig based on probabilistic collision scenarios and nonlinear structural analysis. The numerical results of this study also afforded reasonable evaluation criteria and specific evaluation procedures.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.493-510
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• 2021

Mineral wool is an insulation material commonly used in passive fire protection (PFP) systems on offshore installations. Insulation materials have only been considered functional materials for thermal analysis in the conventional offshore PFP system design method. Hence, the structural performance of insulation has yet to be considered in the design of PFP systems. However, the structural elements of offshore PFP systems are often designed with excessive dimensions to satisfy structural requirements under external loads such as wind, fire and explosive pressure. To verify the structural contribution of insulation material, it was considered a structural material in this study. A series of material tensile tests was undertaken with two types of mineral wool at room temperature and at elevated temperatures for fire conditions. The mechanical properties were then verified with modified methods, and a database was constructed for application in a series of nonlinear structural and thermal finite-element analyses of an offshore bulkhead-type PFP system. Numerical analyses were performed with a conventional model without insulation and with a new suggested model with insulation. These analyses showed the structural contribution of the insulation in the structural behaviour of the PFP panel. The results suggest the need to consider the structural strength of the insulation material in PFP systems during the structural design step for offshore installations.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권3호
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• pp.175-181
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• 2021

This study describes the model tests in ice according to the frictional coefficient of an ice-breaking ship and the change in ice resistance by the analysis method for each component of ice resistances. The target vessel is a 90K DWT ice-breaking tanker capable of operating in ARC7 ice conditions in the Arctic Ocean, and twin POD propellers are fitted. The hull was specially painted with four different frictional coefficients on the same ship model. The total ice resistance can be separated by ice breaking, ice buoyancy, ice clearing resistances through the tests in level ice, pre-sawn ice and creep test in pre-sawn ice under sea ice thickness of 1.2 m and 1.7 m. Ice resistance was analyzed by correcting the thickness and bending strength of model ice by the ITTC correction method. As the frictional coefficient between the hull and ice increases, ice buoyancy and clearing resistances increase significantly. When the surface of the hull is rough, it is considered that the broken ice pieces do not slip easily to the side, resulting in an increase in ice buoyancy resistance. Also, the frictional coefficient was found to have a great influence on the ice clearing resistance as the ice thickness became thicker.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.366-374
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• 2021

This paper presents the analysis of the speed-power performance in the real sea using a large container vessel data provided as a test bed from a shipping company. To perform a speed trial of the vessel during a commercial voyage, the on-board measuring device and various operation data acquisition systems were mounted on the vessel for long-term performance monitoring and the voyage operated under the container loading condition close to the design draft was adopted. The content of this paper consists of Part I and Part II. Part I, such as this paper, contains the speed trial method and analysis results of the operating vessel. Part II contains the analysis of the speed-power characteristics change over time and before and after hull cleaning using operation data measured from the voyage operated under a condition similar to the speed trial.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.363-371
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• 2023

한 척의 선박을 건조하기 위해서는 다양한 크기의 블록(block)들을 이동 및 탑재해야 한다. 이러한 과정에서 블록의 체결 방법 및 각 조선소 설비 특성에 맞는 다양한 기능에 부합하는 러그를 사용하고 있다. 블록 구조의 중량 및 형태에 따라서 러그의 크기와 형상이 다양하며, 샤클(shackle)이 체결되는 홀 주변에 부족한 강성을 보완하기 위하여 덧판(doubling pad)을 용접하여 구조를 보강한다. 리프팅(lifting) 조건별 러그의 설계를 하는 방법은 보 이론(beam theory)에 의한 수계산 방법과 유한요소해석 모델링을 이용한 구조해석을 수행하고 있다. 해석적 방법의 경우, 요소의 종류와 모델링 방법에 따라서 결과 차이가 발생하여 표준화된 평가법의 정립이 필요한 상황이다. 이러한 모호한 방법론 적용 시 블록의 이동 및 반전(turn-over) 과정 중에서 심각한 안전 문제를 유발할 가능성이 있다. 본 연구에서는 러그의 실제 탑재공정에 따른 구조 응답을 평가할 수 있는 모델링 조건, 평가법을 확정하고자 다양한 변수의 영향을 수치 구조해석을 통하여 비교 및 분석하였다. 러그 홀(hole) 주변 덧판부와 용접 비드(bead)를 표현한 모델링 기법이 가장 실제적인 거동 결과를 주고 있다. 실제 러그와 동일한 조건(용접부 비드만 주재료와 연결)의 모델링에 등가하중을 적용한 결과는 MPC 하중 적용 결과보다 낮은 최종강도를 나타낸다. 더불어 해석 시간 단축을 위해서 2차원 쉘(shell) 요소를 적용한 경우, 덧판 두께를 85% 수준으로 감소시켜서 안전사용하중을 예측할 수 있음을 확인하였다. 논문에서 검토한 다양한 변수의 영향들 결과는 러그 설계 및 안전사용하중 예측에 근거 자료로 활용될 것으로 기대된다.