• 제목/요약/키워드: Ship speed

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Experimental investigations on the resistance performance of a high-speed partial air cushion supported catamaran

  • Yang, Jinglei;Lin, Zhuang;Li, Ping;Guo, Zhiqun;Sun, Hanbing;Yang, Dongmei
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제12권1호
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    • pp.38-47
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    • 2020
  • The partial air cushion supported catamaran (PACSCAT) is a novel Surface Effect Ship (SES) and possesses distinctive resistance performance due to the presence of planing bottom. In this paper, the design of PACSCAT and air cushion system are described in detail. Model tests were carried out for Froude numbers ranging from 0.1 to 1.11, the focus is on the influence of air cushion system on resistance characteristics. Drag-reducing effect of air cushion system was proved by means of contrast tests in cuhionborne and non-cushionborne mode. Wave-making characteristics reflect that the PACSCAT would eventually enter planing regime, in which the air could just escape under the seals and the hull body could operate in a steady state. To acquire different air cushion pressure, air flow rate and leakage height were adjusted during tests. Experimental results show that the resistance performance in planing regime would decrease evidently as the increased air flow rate, however, the scheme with medium leakage height presents the best resistance performance in the hump region.

Accuracy evaluation of 3D time-domain Green function in infinite depth

  • Zhang, Teng;Zhou, Bo;Li, Zhiqing;Han, Xiaoshuang;Gho, Wie Min
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.50-56
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    • 2021
  • An accurate evaluation of three-dimensional (3D) Time-Domain Green Function (TDGF) in infinite water depth is essential for ship's hydrodynamic analysis. Various numerical algorithms based on the TDGF properties are considered, including the ascending series expansion at small time parameter, the asymptotic expansion at large time parameter and the Taylor series expansion combines with ordinary differential equation for the time domain analysis. An efficient method (referred as "Present Method") for a better accuracy evaluation of TDGF has been proposed. The numerical results generated from precise integration method and analytical solution of Shan et al. (2019) revealed that the "Present method" provides a better solution in the computational domain. The comparison of the heave hydrodynamic coefficients in solving the radiation problem of a hemisphere at zero speed between the "Present method" and the analytical solutions proposed by Hulme (1982) showed that the difference of result is small, less than 3%.

3D 프린팅 복합소재의 가공에서 가공 조건 선정을 위한 머신러닝 개발에 관한 연구 (Development of Machine Learning Method for Selection of Machining Conditions in Machining of 3D Printed Composite Material)

  • 김민재;김동현;이춘만
    • 한국기계가공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.137-143
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    • 2022
  • Composite materials, being light-weight and of high mechanical strength, are increasingly used in various industries such as the aerospace, automobile, sporting-goods manufacturing, and ship-building industries. Recently, manufacturing of composite materials using 3D printers has increased. 3D-printed composite materials are made in free-form and adapted for end-use by adjusting the fiber content and orientation. However, research on the machining of 3D printed composite materials is limited. The aim of this study is to develop a machine learning method to select machining conditions for machining of 3D-printed composite materials. The composite material was composed of Onyx and carbon fibers and stacked sequentially. The experiments were performed using the following machining conditions: spindle speed, feed rate, depth of cut, and machining direction. Cutting forces of the different machining conditions were measured by milling the composite materials. PCA, a method of machine learning, was developed to select the machining conditions and will be used in subsequent experiments under various machining conditions.

Emission Control Routes in Container Shipping between Korea-China

  • Je-Ho Hwang;Si-Hyun Kim
    • Journal of Korea Trade
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    • 제27권3호
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    • pp.119-146
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    • 2023
  • Purpose - As the severity of air pollution caused by the shipping industry is becoming evident, port authorities have started making efforts to reduce air pollutants. Considering the limitations of the currently implemented emission-control area (ECA) and vessel-speed reduction program (VSRP), which are narrow in the designation range and navigation behavior of ships, this study proposes an emission-control route (ECR) that can complement the aforementioned two environmental policies. Design/methodology - This study was conducted on Korea-China trade service routes (ports of call) of regular liners. This study employed vessel-specific data, which is from an automatic identification system (AIS), for 1,728 maritime transportations performed by 387 container vessels during one year (July 1, 2021, to June 30, 2022). Performing a scenario analysis, this study analyzed the effectiveness of reduced air-pollutant emissions. Findings - This study found that the implementation of ECRs could increase average voyage time by 12.38%-25.28% but reduced air-pollutant emissions by 29.02%-43.54%. Additionally, the increase in average voyage times reduces the anchorage time of ships outside ports, providing an incentive for ship operators to voluntarily participate in compliance with regulations, thereby contributing to the establishment of a virtuous cycle of air-environmental policies related to ships. Originality/value - This study aims to verify the policy effectiveness by designing an ECR scope for liner trade routes between Korea and China. Therefore, originality and the value of this study includes conceptualizing the ECR system, analyzing its environmental performance, and exploring new policies that can be implemented while complementing existing policies.

회전수가 변하는 기기의 상태 진단에 있어서 특성 기반 분류 알고리즘과 합성곱 기반 알고리즘의 예측 정확도 비교 (Comparison of Classification and Convolution algorithm in Condition assessment of the Failure Modes in Rotational equipments with varying speed)

  • 문기영;황세윤;이장현
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.301-301
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    • 2022
  • 본 연구는 운영 조건이 달라짐에 따라 회전수가 변하는 기기의 정상적 가동 여부와 고장 종류를 판별하기 위한 인공지능 알고리즘의 적용을 다루고 있다. 회전수가 변하는 장비로부터 계측된 상태 모니터링 센서의 신호는 비정상(non-stationary)적 특성이 있으므로, 상태 신호의 한계치가 고장 판별의 기준이 되기 어렵다는 점을 해결하고자 하였다. 정상 가동 여부는 이상 감지에 효율적인 오토인코더 및 기계학습 알고리즘을 적용하였으며, 고장 종류 판별에는 기계학습법과 합성곱 기반의 심층학습 방법을 적용하였다. 변하는 회전수와 연계된 주파수의 비정상적 시계열도 적절한 고장 특징 (Feature)로 대변될 수 있도록 시간 및 주파수 영역에서 특징 벡터를 구성할 수 있음을 예제로 설명하였다. 차원 축소 및 카이 제곱 기법을 적용하여 최적의 특징 벡터를 추출하여 기계학습의 분류 알고리즘이 비정상적 회전 신호를 가진 장비의 고장 예측에 활용될 수 있음을 보였다. 이 과정에서 k-NN(k-Nearest Neighbor), SVM(Support Vector Machine), Random Forest의 기계학습 알고리즘을 적용하였다. 또한 시계열 기반의 오토인코더 및 CNN (Convolution Neural Network) 적용하여 이상 감지와 고장진단을 수행한 결과를 비교하여 제시하였다.

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코히어런스 영향과 시간에 따른 실측 데이터의 합성 효과 실험 (Effectiveness Analysis on the Coherence and Time for Synthetic Aperture Sonar)

  • 강현우
    • 한국음향학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.172-177
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    • 2006
  • 소나 시스템의 표적 탐지 성능을 향상시키기 위한 방법으로 합성 어퍼쳐 소나 (SAS : Synthetic Aperture Sonar)에 대한 연구와 실험이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 한국 근해에서 견인 어레이를 통해 획득한 데이터를 이용하여 합성을 하는 실험을 수행하였다. 실제 상황에서 형상이 왜곡된 견인 어레이의 형상을 추정하여 왜곡을 보상해주고, 대표적인 합성 기법인 ETAM 기법과 같이 어퍼쳐 영역에서 합성을 하는 실험을 하였다. 함속이 일정하게 유지되는 구간의 데이터에 대해 실험한 결과 표적 신호의 코히어런스가 유지되는 약 1분여 동안 SNR이 높아지고 주엽 (main lobe)의 빔폭이 좁아지는 합성 효과가 나타남을 알 수 있었다. 또한 시간이 지남에 따라서도 합성 효과가 지속적으로 나타남을 확인하였다.

자동차 선적작업장의 공기오염 실태조사 (Investigation into Air Pollution in Car Shipping Workshop in Pyeongtaek Port)

  • 김지호;원종욱;김치년;노재훈
    • 한국산업보건학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.44-53
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    • 2006
  • This study purposed to investigate air pollution in car shipping yards and, for this purpose, we selected an outdoor open-air yard and an indoor ramp into the ship and measured the concentrations of sulfur dioxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide, PM10, PM2.5 and heavy metals in the air. The results of this study are as follows. No significant difference was observed in temperature and humidity between the outdoor and indoor workshop, and the average air flow was 0.52 m/s in the indoor workshop, which is higher than 0.19 m/s in the outdoor workshop(p<0.01). The average concentrations of sulfur dioxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide, PM10 and PM2.5 according to workplace were 0.03 ppm(${\pm}0.01$), 0.03 ppm(${\pm}0.01$), 0.46 ppm(${\pm}0.22$), $39.44{\mu}g/m^3$(${\pm}2.45$) and $5.45{\mu}g/m^3$(${\pm}1.15$) respectively in the outdoor workshop, and 0.15 ppm(${\pm}0.05$), 0.22 ppm(${\pm}0.06$), 8.85 ppm(${\pm}3.35$), $236.39{\mu}g/m^3$(${\pm}58.21$) and $152.43{\mu}g/m^3$(${\pm}35.42$) respectively in the indoor workshop. Thus, the concentrations of gaseous substances in the indoor workshop were 4.9-19.2 times higher than those in the outdoor workshop, and the concentrations of fine dusts were 5.9-27.9 times higher(p<0.01). In addition, according to the result of investigating pollutant concentrations according to displacement and the number of car loaded when shipping gasoline cars into the ship, no significant relation between the number of cars loaded and pollutants was observed in shipping passenger cars, but the concentrations of nitrogen dioxide and carbon monoxide got somewhat higher with the increase of the number of cars loaded(p<0.05). In addition, the concentrations of nitrogen dioxide, carbon monoxide, PM10 and PM2.5 in the air were significantly higher when shipping recreational vehicles, the displacement of which is larger than passenger cars, than when shipping passenger cars(p<0.01). On the other hand, the average heavy metal concentrations of the air in indoor workshop were: lead $-0.05{\mu}g/m^3$(${\pm}0.10$); chromium $-0.90{\mu}g/m^3$(${\pm}0.18$); zinc $-0.38{\mu}g/m^3$(${\pm}0.24$); copper $-0.18{\mu}g/m^3$(${\pm}0.22$); and manganese and cadmium not detected. In addition, the complaining rates of 'asthma,' a major symptom of chronic respiratory diseases, were 18.5% and 22.5% respectively in indoor workers and outdoor workers. Thus the rate was somewhat higher in indoor workers but the difference was not statistically significant. The complaining rates of 'chronic cough' and 'chronic phlegm' were very low and little different between indoor and outdoor workers. The results of this study show that the reason for the higher air pollution in indoor than in outdoor workshop is incomplete combustion of fuel due to sudden start and over-speed when cars are driven inside the ship. In order to prevent high air pollution, efficient management measures should be taken including the observance of the optimal speed, the improvement of old ships and the installation of efficient ventilation system.

차인 형상에 따른 레저선박의 저항특성에 관한 연구 (A Study on the Resistance Characteristics of Leisure Boat According to Chine Shape)

  • 김주열;최준호;오정근
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.566-573
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    • 2017
  • 고속 활주선에서 차인은 활주자세 변화 뿐 아니라 선체의 균형을 잡아주는 역할을 하며, 저항성능에 큰 영향을 미친다. 그러나 이러한 차인의 설계는 배수량, 선저경사각, 흘수, 선폭 등 다양한 설계 인자들에 영향을 받는 변수로 많은 경험을 필요로 한다. 본 연구에서는 경험식이 아닌 계산을 통해 차인에 대한 설계 시 형상에 대한 기본적인 지침 마련을 목적으로 고속 활주선의 차인의 형상에 따른 저항성능에 대해 계산하였다. 설계는 상용 설계 프로그램인 Yacht-one을 이용하였으며, 유동해석은 상용 해석프로그램인 STAR-CCM+으로 DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)방법을 적용하여 수행하였다. 초기 설계 차인 각도인 17도를 기준으로 차인 15도, 차인 16도, 차인 19도로 변경하여 설계 속도인 30노트에서 해석을 수행하였다. 그 결과, trim은 4개의 차인 중 16도가 가장 컸으며, heave는 차인 15도에서 가장 우수하였다. 해석 결과를 봤을 때 저항 측면에서 초기 설계 각도인 차인 17도 보다 차인 16도가 우수함을 보이고 있어 실제 설계 시 초기 설계 각도에서 +2도, -2도의 범위로 계산을 통해 저항 성능과 자세에서 우수한 차인을 선택해야 함을 알 수 있다.

훈련함 탐색레이더 표적 속도 불안정 현상 개선에 관한 연구 (A Study on the improvement of ATH surveillance radar to solve the instability of the target velocity)

  • 이지혁;심민섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.334-341
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    • 2020
  • 훈련함 탐색레이더 최대 탐지거리 측정 운용시험평가 수행 중 탐색레이더 표적의 속도 및 침로 불안정 현상이 발생하여 표적에 대한 속도가 불안정하여 ◯◯knots로 접근하는 함정의 속도 편차가 ± 10knots 이상으로 정확한 표적 정보 산출이 불가하고 정보 불일치로 무장 교전 시 명중률 저하 및 표적관리 정확도 저하를 해결하기 위하여 속도 불안정 현상 개선에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 4M1E에 근거한 Fishbone Diagram을 이용하여 9가지의 원인을 식별하였으며 가장 큰 원인으로 탐색레이더의 표적 처리 소프트웨어의 표적 처리 알고리즘으로 분석되었다. 본 연구에서는 기존 속도 산출 알고리즘을 검토하였으며, 표적 속도 불안정 현상의 원인이 되는 속도 안정화 필터 알고리즘과 안테나 회전수와의 영향성 검토를 수행하여 안테나 회전수 변경시 달라지는 𝜶, 𝞫값을 적용하지 못하는 문제점을 발견하여 이를 개선한 속도 안정화 필터 알고리즘을 표적 추적 관리 소프트웨어에 적용하였다. 본 개선사항에 대한 실선 시험을 통해 안테나 회전수 변경시에도 탐색레이더 표적 속도 정보가 일정하게 유지되는 개선 효과를 확인하였다.

평수구역을 운항하는 여객선의 차량고박 기준에 관한 연구 (A Study on Lashing Standards for Car Ferry Ships Sailing in Smooth Sea Areas)

  • 강병선;정창현;김득봉
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-7
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    • 2020
  • 차량 및 화물 고박불량과 횡경사에 따른 화물의 이동으로 인한 여객선 침몰사고 이후 화물 고박의 중요성이 제기되었고 카페리선박의 구조 및 설비 등에 관한 기준이 개정되어 풍속 7 m/sec, 파고 1.5미터를 초과하는 해상상태에서는 평수구역을 운항하는 카페리여객선에 적재된 모든 차량은 고박을 실시해야 한다. 본 연구에서는 평수구역을 운항하는 여객선의 해상상태에 따른 선체운동을 계측하고 NSM(New Strip Method) 계산 결과와 비교 하였으며, 대상선박은 풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.5 ~ 1.0미터의 해상상태에서 최대 1.41° 및 1.37°의 종 동요와 횡 동요를 하였고, 풍속 10 ~ 12 m/s, 파고 1.0 ~ 1.5미터의 해상상태에는 최대 1.49° 및 2.43°의 종 동요와 횡 동요를 하였다. 선체운동 결과를 반영하여 외력과 지지력을 비교해 본 결과 고박하지 않은 상태의 지지력이 더 강한 것으로 평가되어 해당 기상조건에서는 고박을 하지 않아도 차량이 미끄러지거나 전도되지 않는 것으로 평가되었다. 향후 다양한 선박의 선체운동 측정, 외력 및 지지력 비교를 통해 보다 합리적인 차량고박 기준 개정이 요구된다.