• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.378-379
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• 2012

• 해양환경안전학회지
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• 제13권4호
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• pp.119-125
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• 2007

현재 중소형선박의 동력전달용 스테인리스 추진축계가 많이 사용되고 있으나 선미를 통과하는 선미관 패킹부, 베어링이 작용하는 접촉부 등에서 마모, 축의 재질불량이나 설계 불량으로 인하여 축이 절손되는 경우가 많다. 프로펠러축이 과다마모 또는 절손으로 파단시 새로운 축으로 전환하고 있으나 축을 새것으로 구입하려면 주문, 제작 등에 따라 상당한 비용이 소요된다. 또한 축을 육성 용접하는 경우는 해양수산관청의 승인을 득하도록 되어 있으나 지금까지 승인이 된 경우가 없었다. 따라서 이 연구에서는 직접 스테인리스 재료를 육성 용접하면서 모재와 비교하여 용접에 따른 금속조직의 변화, 결함의 계측 등을 규명하여 해양수산관청의 승인에 필요한 용접 절차, 검사에 필요한 사항 등을 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.391-398
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• 2020

프로펠러에 의해 생성된 회전 유동에 의한 손실된 에너지를 일부라도 회복시킨다면 추진효율을 증가시킬 수 있고 선박의 운항에 필요한 연료 소모를 줄일 수 있다. 이러한 목적을 위해 설치되는 장비를 에너지저감 장치라고 하며, 이 중 추진효율을 가장 증대시키는 장치 중 하나가 상반회전 프로펠러 시스템이다. 대형 선박에 상반회전 프로펠러를 장착하기 위해서 우선 해결해야 할 과제는 저널 베어링에 발생하는 평균 압력이 선급 요구 조건을 만족하는 것인데, 국내에서는 현재 이 단계를 극복하지 못해 실용화가 이루어지지 않고 있다. 그 다음 단계는 국부 압력도 낮추어 신뢰성을 높이는 것이다. 본 연구에서는 첫 단계인 평균 압력 문제를 해결하기 위해 상반회전 프로펠러 장착 대상 선박으로 축계의 중량을 줄일 수 있는 선미 형상이 짧은 정유운반선을 선정하였고, 이에 적합한 축계 설계안을 제시하였다. 제시안에 대해 축계 해석을 수행한 결과, 선박에 주로 사용되는 저널 베어링 라이닝 재질(화이트메탈)에 대한 선급 요구 설계기준인 평균 면압 0.8 MPa(8 bar)을 만족함을 확인하였으며, 다음 단계인 국부 압력 감소의 필요성도 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.270-276
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• 2019

국제해사기구(IMO) 2020 규정에 의해, 2020년 1월부터 지정된 배출규제해역 밖을 운항하는 선박도 황 함유량이 0.5% 이하인 저유황유를 사용하여야한다. 고가의 저유황유 소비를 최소화하기 위해 에너지저감 장치의 도입이 시급하며, 그 중에서도 상반회전 프로펠러 시스템이 가장 효과적이라고 알려져 있다. 상반회전 프로펠러를 구동하는 축계는 내축과 외축으로 구성되고 상호 영향을 주는 시스템으로 하나의 축으로 이루어진 일반 축계 시스템보다 훨씬 복잡하며 무거운 구조이다. 국내에서는 처음으로 상반회전 프로펠러 축계 시스템을 장착하기 위해 37K 정유운반선 용 상반회전 프로펠러 축계의 초기 설계가 진행되었다. 본연구의 목적은 초기 설계의 선급승인을 위해 베어링 반력해석을 수행하여, 저널 베어링이 선급에서 요구하는 설계기준을 만족하는지를 검증하는 것이다. 프로펠러의 추력은 축 중심에 작용하는 것이 이상적이지만, 선미부 선체 형상에 의해 발생하는 불균일한 반류 등의 영향으로 추력 편심이 발생한다. 본 연구에서는 추력 편심을 반영한 하중조건을 적용하여 축계해석을 수행하였고, 그 결과를 선급 요구 설계기준과 비교하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.563-572
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• 2001

With the results of calculation for natural frequencies the reponses of forced coupled vibration of propulsion shafting system were investigated by the modal analysis method. For the forced vibration response analysis, the axial exciting forces, the axial damper/detuner, propeller exciting forces and damping coefficients were extensively considered. As the conclusion of this study, some items are cleared as follows.-The torsional vibration amplitudes are not influenced by the radial excitation forces of the crank shaft. -The axial vibration amplitudes are influenced by the tangential exciting forces as well as the radial exciting forces of the crank shaft. The increase of the amplitudes is observed in the speed range at the neighbourhood of any torsional critical speed. 1The closer the torsional and axial critical speed. the larger coupling effect becomes. -The axial exciting force of propeller is relatively strong comparing with axial exciting forces of cylinder gas pressure and oscillating inertia of reciprocating mechanism. Therefore, the following conclusions are obtained. -Torsional vibration calculation with the classical one dimensional model is still valid. -The influence of torsional excitation at each crank upon the axial vibration is improtant. especially in the neighbourhood of a torsional critical speed. That means that the calculation of axial vibration with the classical one dimensional model is inaccurate in most of cases.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.376-381
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• 2009

The increasing needs for higher cargo capacity in the container vessels' fleet has led to ship builder's demand for higher power output rating engine to meet the propulsion requirement, thus, leading to the development of super large two stroke low speed diesel engines. This large sized bore engines with more than 12 cylinders are capable of delivering power output up to more than 100,000 bhp at maximum continuous rating. The thrust variation force due to axial vibration occurring in propulsion shafting of these ships are transmitted to ship structure via thrust bearing. This force may vibrate the super structure of ship in the fore-aft direction and the fatigue strength of crank shaft can be decreased by additional bending stress increase in crank shaft pin and journal. In this paper, the axial vibration of propulsion shafting system on the 14RT-flex96C super large diesel engine with 14 cylinders is identified by theoretical analysis and vibration measurement.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.259-267
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• 2005

The effects of hull flexibility on shaft alignment are growing as ship sizes are increased mainly for container carrier and LNG carrier. In order to consider hull flexibility on a propulsion shafting system, standardization of ship service conditions is necessary because hull deformation is continuously variable according to ship service conditions. How to summarize ship service conditions is suggested based on practically applicable four viewpoints : hull, engine, loading and sea status. Effects of the external forces acting on a ship propulsion shafting system are generally commented. Several design criteria regulated by classification societies are pointed at issue which seems to have Insufficient technical background. A qualitative verification is carried out to point out the invalidity of the assumption of effective supporting position. In this work, an elastic nonlinear multi-supporting bearing system is introduced as a key concept of the elastic shaft alignment. Hertz contact theory is proved to be more proper one than projected area method in calculation of the nonlinear elastic stiffness of the bearing, The squeezing and oil film pressure calculations in the long journal bearing like an after stern tube bearing are recognized as a necessary process for elastic shaft alignment design.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.321-328
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• 2015

최근 극지 선박의 수요가 늘어나고 있고 IACS(국제선급연합)에서는 대빙 선박에 대한 새로운 기준이 적용되고 있다. 이 선박에서는 추진시스템에 대한 대빙 설계 기준으로 빙 충격 토크는 프로펠러 날개 수를 중심으로 한 조화 함수로 규정되어 있다. 그러나 실 상황에서는 이러한 주기적인 기진 토크보다는 불규칙한 빙의 충격 토크가 발생할 수 있는 확률이 오히려 크다. 이 논문에서는 비틀림진동이 비교적 큰 6개의 실린더를 갖는 디젤엔진을 주 기관으로 한 추진시스템의 안정성을 검토하고자 한다. 특히 불규칙한 빙 충격 토크와 디젤엔진에서 발생하는 진동토크를 동시에 고려하여 비틀림진동의 공진점을 통과할 과도 비틀림 진동 응답을 이론적으로 해석하였다. 여기서 빙 충격토크는 빙이 프로펠러에 부딪칠 때를 여러 유형별로 가상하여 선급에서 규정된 방법에 의해서 구하였다. 전체적인 시스템의 과도응답 해석은 직접적분방법의 하나인 뉴마크(Newmark) 법을 이용하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.301-306
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• 2016

추진축계 횡진동은 축계배치계산과 함께 설계단계에서 충분한 검토가 이루어져야 한다. 축계 강제 횡진동 문제는 아직 명쾌한 해석방법이 제시되지 못하고 있으며 선급, 국제규격 등에서 대략적으로 프로펠러 날개차수 고유 진동수가 엔진정격회전수의 ${\pm}20%$이내에 들지 못하게 하고 있다. 축계배치관점에서는 축계 지지베어링 중심간 사이의 거리가 멀수록 좋으나 횡진동관점에서는 파장이 길어지고 고유진동수는 낮아져 공진이 발생할 수 있는 요인이 되어 검토시 주의가 요구되므로 계산결과를 실측으로 검증하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 최근 친환경 고효율 선박으로 등장한 5만 DWT급 석유화학제품운반선을 대상으로 횡진동 이론적 분석 및 스트레인 게이지 계측자료 분석을 수행하고 이를 통해 횡진동이 추진축계에 미치는 영향을 검토하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2018년도 공동국제학술발표회
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• pp.129-129
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• 2018