• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권2호
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• pp.92-97
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• 2006

수치계산을 통해 소형 고속선의 선형설계를 수행하였다. 선형변환 프로그램인 HCAD를 사용하고 차인형 선형을 기준선으로 하여 둥근바닥 선형을 설계하였다. WAVIS를 시용하여 두 가지 선형에 대한 선체주위의 유동장과 조파저항 계산 결과를 보였다. 차인형 선형의 저항특성이 둥근 바닥선형에 비해 다소 크게 나타났으나 소형 조선소의 건조비를 감안하여 차인형 선형의 선수부 개량과 선미 웨지의 설계를 통해 조파저항의 감소를 시도하였다. 수치계산 결과 선미 웨지의 적용에 의해 차인형 선형의 조파저항성능이 고속영역에서 개선되었음을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권5호
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• pp.442-455
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• 2016

The resistance and seakeeping performance of a high-speed monohull vessel were investigated through a series of model tests in a towing tank. The hull had a slender wave-piercing bow, round bilge, and small deadrise angle on stern. Tests on the bare hull in calm water were first conducted and tests on spray rails followed. The spray rails were designed to control the flow direction and induce a hydrodynamic lift force on the hull bottom to reduce trim angle and increase rise of the hull. The maximum trim of the bare hull was $4.65^{\circ}$ at the designed speed, but the spray rails at optimum location reduced trim by $0.97^{\circ}$. The ship motion in head seas was examined after the calm water tests. Attaching the rails on the optimum location effectively reduced the pitch and heave motion responses. The vertical acceleration at the fore perpendicular reduced by 11.3%. The effective power in full scale was extrapolated from the model test results and it was revealed that the spray rails did not have any negative effects on the resistance performance of the hull, while they effectively stabilized the vessel in calm water and waves.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.242-243
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• 2023

소형선박 운항은 해양 환경 및 기상조건에 따라 선박이 파도에 대해 다양한 방향으로 입사각을 가지게 된다. 특히 소형선박의 경우 입사각에 따라 운동의 특성이 크게 달라지며 이는 안정성과 밀접한 관계가 있다. 본 연구는 불규칙파에서 소형선박이 운항 중일 때 입사각에 따른 운동특성을 시뮬레이션과 실험을 통하여 비교분석 하였다. 불규칙파는 실제 소형선박이 운항하는 연안의 파랑 데이터를 바탕으로 만들었다. 선속에 따라 선박의 횡요동요를 분석하였으며 선속이 느릴 때에는 선수사파에서 가장 큰 횡요동요가 발생하였으며 선속이 빨라짐에 따라 선수사파의 횡요동요는 감소하나 선미사파의 횡요동요가 커지는 것을 알 수 있다. 따라서 선속에 따른 입사파 각도를 변경하여 선박의 운항할 경우 선박의 안정성과 운항 효율성을 개선할 수 있을 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.97-104
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• 2009

Ever increasing fuel prices, almost doubled in the last three years, and global pressure to reduce their environmental impact have been enforcing commercial vessel operators and designers to re-assess current vessel designs with emphasis on their propulsion systems and operational practices. In this paper the "Inclined Keel Hull (IKH)" concept, which facilitates to use larger propeller diameter in combination with lower shaft speed rates and hence better transport efficiency, is explored for a modern 3600 TEU container vessel with the aim of fitting an 13 % larger diameter propeller (and hence resulting 20% lower rpm) to gain further power saving over the similar size basis container ship with conventional "level keel" configuration. It appears that successful application of the "inclined keel Hull" concept is a fine balance amongst the maximum gain in propulsive efficiency, minimum increase in hull resistance and satisfaction of other naval architectural and operational requirements. In order to make the concept economically more viable, this paper concentrates on the fore body design with the possible combination of increase of volume in its fore body to recover the expected volume loss in the aft body due to the space for larger propeller and its low wave-making resistance to minimize the efficiency loss using a well-established optimization software.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권3호
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• pp.259-269
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• 2018

In this study, the second order bending moment induced by sea waves is calculated using the quadratic strip theory. The theory has the fluid forcing terms including the quadratic terms of the hydrodynamic forces and the Froude-Krylov forces. They are applied to a ship as the external forces in order to estimate the second order ship responses by fluid forces. The sensitivity of the second order bending moment is investigated by implementing the quadratic terms by varying the ship side angle for two example ships. As a result, it was found that the second order bending moment changes significantly by the variation of the ship side angle. It implies that increased flare angles at the bow and the stern of ships being enlarged would amplify their vertical bending moments considerably due to the quadratic terms and may make them vulnerable to the fatigue.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권3호
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• pp.292-304
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• 2017

High-speed vessels are prone to the surf-riding in adverse quartering seas. The possibility of mitigating the surf-riding of the ITTC A2 fishing vessel in the design stage is investigated using the 6-DOF weakly non-linear model developed for surf-riding simulations in quartering seas. The longitudinal position of the ship's center of buoyancy (LCB) is chosen as the design parameter. The adjusting of LCB is achieved by changing frame area curves, and hull surfaces are reconstructed accordingly using the Radial Basis Function (RBF). Surf-riding motions in regular following seas for cases with different LCBs and Froude numbers are simulated using the numerical model. Results show that the surf-riding cannot be prevented by the adjusting of LCB. However, it occurs with a higher threshold speed when ship's center of buoyancy (COB) is moved towards stem compared to moving towards stern, which is mainly due to the differences on wave resistance caused by the adjusting of LCB.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권3호
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• pp.240-245
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• 2015

In this study, experiments were performed using a model of a very large crude oil carrier (VLCC), which is a typical blunt ship, in a wave-making towing tank. The aim of the experiments was to determine the effect of added resistance in waves on the various operating conditions of a VLCC. An analysis of the results was conducted to determine the characteristics of resistance performance in waves. In addition, the characteristics of added resistance on a tanker were analyzed under irregular waves based upon the above result. The experimental results showed that added resistance was the highest around ${\lambda}/L=1.0$, and the added resistance increased with the increase of the ship speed. Furthermore, under even keel conditions, the added resistance was higher than that under the trim changes, and the smallest added resistance was measured at the trim by the stern. Based on the experimental results, this study proposes effective operating conditions by analyzing the characteristics of the mean added resistance and the expected extreme response in irregular waves.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.202-216
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• 2015

가용한 토지의 부족으로 현재 우리나라 인공운하에서 흔히 관측되는 협수로에서는 고립파 형태의 항주파가 생성되는 것으로 추정된다. 본고에서는 이러한 가설을 확인하기 위해 수치모의를 수행하였다. 수치모의는 삼차원 Navier Stokes 식과 VOF에 기초하여 수행되었으며, 수치모형의 검증은 현재 우리에게 가용한 운하 설계기준 중 가장 빈번히 언급되는 PIANC (1987) 설계안과 본고에서 유도된 해석해에 기초하여 수행되었다. 모의결과, 고립파형태의 항주파가 관측되었으며, 하안 인근에서 계측된 선수파 파고의 경우 수치모의 결과는 PIANC (1987) 설계안을 상회하였으며 상당히 오랜 기간 (이십초 내외) 지속되었다. 선미파의 경우는 하회하였다. 이러한 결과는 광역수로에서 관측되는 항주파의 일반적인 특성과는 상이한 것으로 좁은 수로 폭이 항주파 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 선박의 협수로 통과시 선박을 중심으로 양안으로 진행되는 흐름과, 반사로 인해 양안에서 선박으로 진행되는 흐름이 교대로 출현하였으며 이 때 최대 0.90 m/s의 유속이 전 수심대역에서 비교적 균일하게 유지되어, 상당한 쇄굴이 진행될 수 있다고 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.832-838
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• 2021

본 연구는 최근 해양사고가 점차 증가하고 있는 10톤 미만 소형어선의 규칙파 중 운동응답 특성에 대하여 수치해석을 통하여 분석하였다. 10톤 미만의 소형선박들을 크기별로 구분하여 해양사고 분석에 이용되고 있기 때문에 본 연구에서도 서로 다른 크기의 소형어선 3척을 대상으로 운동응답 해석을 이행하였다. 선수파인 경우 장파장 영역에서 속력이 높아질수록 상하동요 및 종동요 응답도 커지고 있는 현상을 확인하였다. 가장 작은 3톤급 어선의 운동응답이 다른 크기의 어선보다 더 크게 나타나는 특성을 보여주었다. 선수사파 상태에서의 횡동요 운동은, 선박의 크기와 관계없이 점차 속력이 높아질수록 운동응답의 최대값이 장파장 영역으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다. 선수사파와 횡파에서 3척의 소형어선 모두 속력이 가장 높은 15노트에서 횡동요 운동이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 선수파 및 선수사파를 받으면서 항행할 경우 속력을 낮추는 것이 종운동과 횡운동 영향을 감소시킬수 있는 방법이라고 보여진다. 횡파에 의한 횡동요는 속력 및 선박의 크기와 관계없이 특정 파장에서만 급격히 커지는 경향을 보여 주었다. 전진속력이 있을 경우 선수 사파에 비해서 선미사파에서의 확연한 횡동요 감소 현상을 확인할 수 있었다. 선박의 크기 및 속력에 따라 선체운동응답의 최대값이 나타나는 특정 영역이 있으므로 이 운동 영향을 최소화 시킬 수 있는 운항방법이 고려되어 실행되어야 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.585-591
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• 2014

본 논문의 주 목적은 프루드 수가 0.5 이상인 중형 경비정의 속도성능을 모형시험 이전에 CFD 결과를 바탕으로 기존의 모형시험자료를 활용하였다. 모형시험 이전에 CFD를 이용하여 선속 별로 추정된 제동마력이 주어진 엔진마력을 만족하는지를 평가 하였다. 대상선박은 선미가 서로 다른 두 가지 선형을 선정하였다. 점성 유동장 계산은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였으며, 자유수면과 자세 변화(동적 트림)를 모두 고려하였다. 알몸 선체의 저항 값은 CFD를 이용하여 추정되었다. 점성 유동 해석을 통해 두 가지 선형의 자유수면 파형, 압력분포, 한계유선 그리고 프로펠러 면에서의 속도분포를 비교하였다. 점성 유동 해석 결과를 바탕으로 두 가지 선형에 대한 유효마력 즉, 저항성능을 평가하였다. 부가물 부착에 따른 저항 증가량과 준추진효율 계수(ETAD, ${\eta}_D$)는 모형시험 자료를 활용하였다. 중형 경비정과 같은 고속선박에 관한 속도성능 추정법이 CFD와 기존 시험자료를 이용하여 개발되었다.