• 제목/요약/키워드: Towing Tank

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예인수조 LDV를 이용한 평판 경계층과 와이어 타입 난류촉진장치의 상호작용에 관한 연구 (Towed Underwater LDV Measurement of the Interaction of a Wire-Type Stimulator and the Boundary Layer on a Flat Plate)

  • 박종열;서정화;이신형
    • 대한조선학회논문집
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    • 제58권4호
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    • pp.243-252
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    • 2021
  • The present study aims to investigate the interaction of a wire-type turbulence stimulator and the laminar boundary layer on a flat plate by flow field measurement. For the towing tank tests, a one-dimensional Laser Doppler Velocimetry (LDV) attached on a two-axis traverse was used to measure the streamwise velocity component of the boundary layer flow in zero pressure gradient, disturbed by a turbulence stimulator. The wire diameter was 0.5 and 1.0 mm according to the recommended procedures and guidelines suggested by the International Towing Tank Conference. Turbulence development by the stimulator was identified by the skin friction coefficient, mean and Root Mean Square (RMS) of the streamwise velocity. The laminar boundary layer with the absence of the wire-type stimulator was similar to the Blasius solution and previous experimental results. By the stimulator, the mean and RMS of the streamwise velocity were increased near the wall, showing typical features of the fully developed turbulent boundary layer. The critical Reynolds number was reduced from 2.7×105 to 1.0×105 by the disturbances caused by the wire. As the wire diameter and the roughness Reynolds number (Rek) increased, the disturbances by the stimulator increased RMS of the streamwise velocity than turbulent boundary layer.

능동제어가 가능한 선미 인터셉터가 부착된 활주선형 선박의 시스템 식별과 자세 제어에 관한 연구 (System Identification and Pitch Control of a Planing Hull Ship with a Controllable Stern Intercepter)

  • 최후재;박종용;김동진;김선영;이주호;안진형;김낙완
    • 대한조선학회논문집
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    • 제55권5호
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    • pp.401-414
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    • 2018
  • Planing hull type ships are often equipped with interceptor or trim tab to improve the excessive trim angle which leads to poor resistance and sea keeping performances. The purpose of this study is to design a controller to control the attitude of the ship by controllable stern interceptor and validate the effectiveness of the attitude control by the towing tank test. Embedded controller, servo motor and controllable stern interceptor system were equipped with planing hull type model ship. Prior to designing the control algorithm, a model test was performed to identify the system dynamic model of the planing hull type ship including the stern interceptor. The matrix components of model were optimized by Genetic Algorithm. Using the identified model, PID controller which is a classical controller and sliding mode controller which is a nonlinear robust controller were designed. Gain tuning of the controllers and running simulation was conducted before the towing tank test. Inserting the designed control algorithm into the embedded controller of the model ship, the effectiveness of the active control of the stern interceptor was validated by towing tank test. In still water test with small disturbance, the sliding mode controller showed better performance of canceling the disturbance and the steady-state control performance than the PID controller.

중층용 쌍끌이 기선저인망의 모형실험 (The Model Experiment on the Pair Midwater Trawl)

  • 조삼광;이주희;장충식
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권3호
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    • pp.228-239
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    • 1995
  • 우리나라 800 ps급 쌍끌이 저인망어선에서 사용할 수 있도록 덴마크에서 이미 보편적으로 사용하고 있는 사용하고 있는 쌍끌이 중층 트롤 어구를 Tauti의 어구비교법칙과 예인수조의 크기 등을 고려하여 1/30의 크기로 축소 제작하여, 이 모형어구에 대한 기본 성능을 알아보기 위해 예인속도 0.46~1.15m/sec(실물환산 2~5k't), weight 142g(실물환산 640kg)에 Front weight 15.5~62.0g(실물환산 70~280kg) 및 양선간격 5~8m(실물환산 150~240m)의 변화에 따른 모형어구의 망고, 망폭, 예인장력, 예망수축 등을 측정 분석하여 실물로 환산한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 망고는 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 150m 일 때 32m로 가장 높게 나타났으며, 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 6m로 낮게 나타났다. 2. 망폭은 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 45m로 가장 넓게 나타났으며, 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 150m 일 때 33m로 가장 좁게 나타났다. 3. 예인장력은 예인속도 5k't, Front weight 280kg, 양선간격 240m일 때 10,000kg로 가장 크게 나타났으며, 예인속도 2k't, Front weight 70kg, 양선간격 150m 일 때 1,600kg로 가장 작게 나타났다. 4. 어구의 예망수층은 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 150m 일 때 38m로 가장 깊게 나타났으며, 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 6m로 가장 얕게 나타났다. 5. 어구의 망구면적은 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 180m 일 때 1,100m 상(2)로 가장 크게 나타났으며, 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 250m 상(2)로 가장 작게 나타났다

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고정식 진동수주형 파력발전기에 관한 실험적 연구 (A Study for Fixed Type Wave Energy Conversion Device with Oscillating Water Column)

  • 김성근;박노식;박인규
    • 한국해양공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.136-145
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    • 1996
  • The theory is based on two thermodynamic equations for the air mass in the air column and bydrodynamic equation for the relation between the response of the air in the water column and the incident wave. The numerical model is experimented in a two dimensional water tank and the caisson model with sloped front wall is tested in the large towing tank.

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I 형 및 Y 형 꼬리 날개 능동 예인 음탐기의 예인 자세에 대한 실험적 분석 (Experimental Analysis of Towing Attitude for I-type and Y-type Tail Fin of Active Towed SONAR)

  • 이동섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.579-585
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    • 2019
  • 수중 표적의 탐지 효율을 증대시키기 위하여 능동 예인 음탐기는 적정 심도에서 바른 자세로 예인 되어야 한다. 본 연구에서는 능동 예인 음탐기의 꼬리 날개 형상이 예인 자세 및 예인 안정성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 축소 모형 실험 2회 및 해상 실험 1회를 수행하고 그 결과를 분석하였다. 축소 모형 실험은 선형 수조에서 꼬리 날개 형상에 따른 속력 별 예인 거동을 측정하였으며, 축소 모형 실험에 활용된 꼬리 날개 형상은 I 형 꼬리 날개 1개와 Y 형 꼬리 날개 4개로 총 2종 5개에 대하여 실험을 수행하였다. 1차 축소 모형 실험에서는 Y형 꼬리 날개가 I 형 꼬리 날개 대비 예인 자세 및 예인 안정성이 우수함을 확인하였다. 2차 축소 모형 실험에서는 Y형 꼬리 날개를 기본으로 수직 꼬리 날개 높이 증가, 하부 수평 꼬리 날개 경사각 적용 형상에 대하여 속력 별 거동 특성을 확인하였으며, 하부 수평 꼬리 날개 경사각 적용 형상이 가장 우수한 성능을 나타내었다. 축소 모형 실험 결과를 검증하기 위해 실물 모형을 제작하여 해상 실험을 수행하였으며, 축소 모형 실험 결과와 유사함을 확인하였다.

학공치 표층예망어구 모형의 운동특성 (Dynamic Characteristics for the Model of Horn Fish Hemiramphus Sajor Surface Pair Trawl Gear)

  • 김석종
    • 수산해양기술연구
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    • 제37권4호
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    • pp.285-295
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    • 2001
  • 학공치 표층예망어구에 대한 일련의 기초 연구로서 표층예망어구 쌍끌이용 어선 9.98톤과 6.67톤을 이용하여 해상실험을 실시했던 실물어구를 기준으로 하여 축척비를 1/40로 정하고 Tauti의 모형망 비교법칙에 따라 제작한 모형어구(그물의 뻗친 길이 1.2m, 뜸줄의 길이 1.3m, 발줄의 길이 1.0m, 뜸 2.5g, 발돌 0.86g)를 사용하여 수조실험을 실시하였다. 양선 간격과 예인속도 변화에 따른 표층예망어구의 장력을 측정하고 동시에 수중형상을 관측수로 상방과 측면에 디지털 카메라를 설치하여 촬영하고 망고와 그물입구의 폭 등을 측정하고 이것들을 이용하여 실물어구의 망구면적과 여과수량 등을 해석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 망고(Nh)와 예인속도(Vt)와는 Nh=$(2.39Db^{-0.62})$ $Vt^{-0.56}$, 그물입구의 폭 (Nw)과 예인속도와는 Nw=$(0.96Db^{0.62})Vt^{0.11}$의 관계식으로 나타낼 수 있다. 단, Db는 양선간격이다. 2. 그물어구의 장력(Nt)과 예인속도와는 Nt=106.94Vt+1.43의 관계식으로 나타낼 수 있는데, 표층예망어구는 예인속도 1.5Kont 이상에서 수면과 수평이 되는 수중형상을 보였다. 3. 망구면적 (Na)과 예인속도와는 Na=(2.28Db$^{0.37})Vt^{-0.45}, 여과수량(Fv)과 예인속도와의 관계는 Fv=$(69.9Db^{0.37})Vt^{0.55}$의 관계식으로 나타낼 수 있는데, 망구면적과 여과수량은 양선 간격 25m일 때 최대를 나타냈으나 양선 간격 20m일 때와는 그 차가 거의 없었으며 양선 간격 15m 이하와는 차가 크게 나타났다.

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케이슨의 예인 안정성 평가를 위한 모형 시험 시스템과 해석 기법의 개발 (Development of a Model Test System and Analysis Method for Assessing Towing Stability of a Caisson in Wet Towing)

  • 김종혁;서정화;김한결;김창희;유극상;이신형;박창욱
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.259-265
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    • 2016
  • 본 연구에서는 대형 케이슨의 단독 예인 조건에서의 예인 안정성을 해석하기 위한 모형시험 시스템을 개발하였다. 그리고 이를 이용해 9,300톤급 케이슨의 단독 예인 중 안정성을 추정하는데 활용하였다. 케이슨이나 다른 부유체의 예인 안정성 평가를 위한 일반적인 모형시험 시스템에서는 일정한 예인 속도로 모형을 예인하는데 반해, 제안된 예인 시스템은 예인삭에 일정한 예인력을 제공하도록 설계되었다. 실제 예인 조건에서는 예인선에 의해 대상 물체가 일정한 동력으로 예인되기 때문에, 일정한 장력이 가해지는 새 모형 시험 시스템을 이용하여 예인 조건을 실제와 더 유사하게 모사할 수 있을 것으로 기대된다. 실험은 예인수조 시설에서 수행되었고, 9,300톤급 대형 케이슨의 1/30 축척비의 모형을 사용하였다. 모형 시험을 통해 케이슨 모형의 6자유도 운동과 예인삭의 장력 변동을 계측하고 해석하였다. 새 시스템을 이용하였을 경우 기존의 실험 시스템의 사용 결과에 비해 모형의 운동과 예인삭 장력이 감소하였다. 흘수와 초기 트림의 변화가 모형 시험에 적용되었으며, 초기 트림의 경우 예인 안정성에 도움이 되는 것으로 나타났다.

예인수조에서의 방향 스펙트럼파의 조파 및 계측 기법 비교 연구 (Research on a Comparison of Directional Spectrum Wave Generation and Measurement Method in a Towing Tank)

  • 이진호;하문근;박건일
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.244-249
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    • 2001
  • WLV LPSRUWDQW WR UHDOL] H GLUHFWLRQDO VSHFWUXP ZDYP VHDNHHSLQJ SHU IRUPDQFH Rl PDULQH YHKLF OHV WK SUDF LWHUDWLRQ PHWK RG LQ WKH YLHZ S H DQG FRPSDUH WKH SU.

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쌍끌이 중층트롤어법의 연구 ( 1 ) - 모형어구의 망구형상에 관하여 - ( A Study on the Pair Midwater Trawling ( 1 ) - Mouth Performance of the Model Net - )

  • 이병기
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권1호
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    • pp.29-44
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    • 1995
  • A model experiment on the pair midwater trawl net applicable to 800 PS class Korean pair bottom trawlers was carried out in the special-prepared experimental thank. the tank was prepared as a reverse trapezoid shape in its vertical section by digging out flat soil. The dimension of the tank showed the 9.6 W$\times$43.0 L(m) of the upper fringe and the 4.8 W$\times$38.0 L(m) of the bottom with 3.0m in depth. The depth of water was maintained 2.7m during experiment. The model net was prepared based on the Tauti's similarity law of fishing gear in 1/30 scale considering the dimension of the experimental tank. Mouth performance of the model net during towing were determined by the photographs taken in front of the net mouth with the combinations of towing velocity, warp length and distance between paired boats. The results obtained can be summarized as follows: 1. Vertical opening of the model nets A and B was varied in the range of 0.18~0.88 m and 0.21~0.78 m (which can be converted into 5.4~26.4m and 6.3~23.4 m in the full-scale net) respectively, and was varied predominantly by towing speed. Vertical opening (H which is appendixed m for the model net. f for the full-scale net. A and B for the types of the model net) can be expressed as the function of towing velocity$V_t$as in the model net $V_t$ : m/ sec)$H_{mA}$=1.67$e^{-1.65V_t}$ $H_{mB}$=1.15$e^{-1.13V_t}$, in the full-scale net ($V_t$ : k't) $H_{fA}$=50.27$e^-0.37V_t$ $H_{fB}$=34.46$e^{-0.26Vt}$. 2. Horizontal opening of the model nets An and b was varied in the range of 1.03~1.54m and 1.04~1.55 m (which can be converted into 30.9~46.2 m and 31.2~46.5m in the full-scale net) respectively, and was varied predominantly by distance between paired boats. Horizontal opening (W, appendixes are as same as the former) an be expressed as the function of distance between paired boats $D_b$as in the model net $W_{mA}$=0.69+0.09$D_b$ $W{mB}$=0.73+0.09$D_b$, in the full-scale net $W_{fA}$=20.81+0.09$D_b$ $W_{fB}$=22.11+0.09$D_b$ 3. Net opening area of the model net A and B was varied in the range of 0.28~1.04 $m^2$ and 0.33~0.94$m^2$(which can be converted into 252~936$m^2$ and 297~846$m^2$ in the full-scale net) respectively, and was varied predominantly by towing velocity. Net opening area ($S$, appendixes are as same as the former) van be expressed as the function of towing velocity$V_t$ as in the model net $v_t$ : m/sec) $S_{Ma}$=2.01$e^{-1.54V_T}$ $S_{mA}$=1.40$e^{-1.65V_t}$, in the full-scale net ($V_t$ : k't) $S_{fA}$=1.807$e^-0.35V_t$ $S_{fA}$=1.265$e^{-0.24V_t}$. 4. Filtering volume of the model nets A and B was varied in the range of 0.32~0.55 $m^3$ and 0.37~0.55$m^3$(which can be converted into 8.640~14.850 $m^3$ and 9.990~14.850$m3$in the full~scale net) respectively, and was predominantly varied by towing speed. filtering volume of the model net-A showed the maximum at the towing speed 0.69 m/sec(3 k't in the full-scale net), compared with that of the model net B showed at 0.92 m/sec(4 k't in the full-scale net).

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