• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권5호
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• pp.475-486
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• 2016

Four-rotor dish-shaped unmanned underwater vehicles (FRDS UUVs) are new type underwater vehicles. The main goal of this paper is to develop a quick method to optimize the design of hydraulic support landing platform for the new UUV. In this paper, the geometry configuration and instability type of the platform are defined. Computational investigations are carried out to study the hydrodynamic performance of the landing platform using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. Then, the response surface model of the optimization objective is established. The intelligent particle swarm optimization (PSO) is applied to finding the optimal solution. The result demonstrates that the stability of landing platform is significantly improved with the global objective index increasing from 1.045 to 1.158 (10.86% higher) after the optimization process.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권5호
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• pp.781-787
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• 2011

Mine countermeasure missions(MCMs) may induce the loss of human and ship because of the covert of mine. In recent years, unmanned underwater vehicles(UUVs) have emerged as viable technical solution for conductimg underwater search, surveillance, and clearance operations in support of mine countermeasure missions because of her autonomy and long time endurance capability. This paper introduces a technical approach to mine countermeasure mission effectiveness analysis and presents some simulation-based analysis results for engineering of the UUV system definition which could be support analysis of alternatives for system definition and design.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.410-416
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• 2012

In recent years, unmanned underwater vehicles(UUVs) have emerged as viable technical solution for conducting underwater search, surveillance, and clearance operations in support of mine countermeasure missions(MCMs) because of her autonomy and long time endurance capability. It is necessary for UUV for MCM system design to define system specification from various configuration alternatives. This paper introduces a simulation model for mine countermeasure mission effectiveness analysis and presents some simulation results under various tide conditions for validation of the proposed simulation model.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.170-178
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• 2017

본 논문은 무인잠수정의 동특성을 고려하지 않아 실제로 항행이 불가능한 급격히 변화하는 경로를 계획하기도 하는 기존 $A^*$ 알고리즘 기반 경로계획의 단점을 개선하기 위하여, 무인잠수정의 동특성을 고려한 항행궤적에 기반한 개선된 경로계획 알고리즘을 제안한다. 기존의 $A^*$ 기반 알고리즘은 무인잠수정이 인접노드로 이동하는 경로를 직선으로 가정하여 이동비용을 계산하는 반면, 개선된 경로계획 알고리즘은 경로점 제어에 의하여 생성된 현실적 항행궤적을 노드 간의 이동경로로 설정하고 이동비용을 계산하여 최적의 경로를 계획한다. 모의실험에서 제안한 기법과 기존의 기법의 경로계획을 비교하여 본 논문의 논의가 타당함을 보인다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.241-248
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• 2023

최근 드론의 짧은 역사에도 불구하고 최근 드론의 활용 분야는 매우 다양한 영역과 분야에서 다양한 용도로 활용되고 있다. 이와 같이 수년 동안 다양한 형태의 드론 출현으로 드론에 대한 새로운 정의를 넓은 의미에서 유선 또는 무선으로 조종되는 유무선 조종 운동체라 하는 것이 가장 적절한 정의라고 생각이 된다. 본 논문에서는 이처럼 빠르게 발전하는 드론에 대해 항공 드론 뿐만 아니라 무인 수상정, 무인 잠수정 등 다양한 드론의 역사와 활용 분야 및 미래의 전망에 대해 관련 논문 및 다양한 매체와 자료를 통해서 살펴 봄으로서 드론에 관한 연구 및 개발과 사용하고자 하는 독자들에게 도움을 주고자 한다. 본 논문을 통해 이러한 드론들은 향후에도 지속적으로 다양한 분야에서 활용될 것이고, 미래 개발 전망 또한 끊임없이 이어질 것이라 기대한다. 그러나 국내 드론 기술과 드론 산업의 발전을 위해서는 정부의 드론 관련 규제에 대한 과감한 개혁이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.21-33
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• 2020

본 연구에서는 무인잠수정의 효과적인 대잠전 수행을 위해, 시나리오 기반의 무인잠수정 소나 센서 배열 선정을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 먼저, 대잠전 분야에서 무인잠수정의 임무 및 운용개념을 분석하고, 가장 주요한 임무 중 하나인 위험제어(Hold at Risk)를 시뮬레이션 시나리오로 선정하였다. 다음으로, 시뮬레이터 구성요소 모델을 위하여, 플랫폼별(무인잠수정, 표적 잠수함) 운동모델, 음향모델 및 환경모델을 제시하였다. 특히 음향모델에서는 센서 배열에 따른 빔패턴을 기반으로 수동 소나방정식을 이용하여 탐지여부를 판단하였다. 또한, 표적의 방위 및 고각 추정을 위하여 진폭기반 방위 추정법과 위상 모노펄스 추정기법을 각각 적용하였다. 개발된 시뮬레이터를 통해 센서 배열 변화에 따른 결과의 경향성이 기본적인 빔패턴 이론과 일치하는 것을 보여주며, 다양한 시나리오에 대한 적용 가능성을 시사한다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권3호
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• pp.51-59
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• 2017

In the early design stage of underwater vehicles, it is important to estimate the vehicle's underwater motion performance. The key design elements for the motion are propellers, battery power, and underwater resistance of the vehicle. Small thrusters with motor and propeller are usually used for the UUV(unmanned underwater vehicles). In this study, a multiphysics thruster model combining electro-mechanical and hydrodynamics characteristics was proposed to estimate the thruster performance. To show the applicability of the mathematical model, an sample thruster was used for the derive the unknown parameters of thruster. Hydrodynamic parameters were calculated for a 3D geometry model of the propeller by ANSYS/CFX program. Finally, Matlab/simulink program was used for the numerical simulation to predict the thruster performance from the given voltage/current input to the motor. Also, proved validity of simulation model by experiment test. Test were done by 2 mode(middle/high speed, reverse). The thruster performance curves obtained from this simulation were confirmed to be similar with experiment results.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1202-1208
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• 2008

본 논문에서는 유삭식 심해무인잠수정인 해미래와 진수장치인 해누비로 이루어지는 심해무인잠수정 시스템의 항법 알고리즘에 사용되는 다중 센서 융합 기법에 대하여 소개하고 있다. 수중 위치 추적 시스템의 성능은 초단기선, 장기선, 고도계와 같은 수중 음향 센서의 성능에 의해 결정되는데 수중음향 신호는 다양한 형태의 노이즈를 가지고 있어 특별한 주의가 요망된다. 본 논문에서는 이동 관측창 개념을 이용한 실용적인 다중 센서 융합 알고리즘을 제안하였다. 해미래의 동해 실해역 시험을 통해 획득된 계측치에 본 알고리즘을 적용하여 그 성능을 고찰한 결과 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.228-233
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• 2022

본 연구는 수중 무인 이동체의 장기 운용을 위한 전기 에너지의 생성을 위하여 상변화물질(PCM)을 활용하는 방안에 대한 실험적 연구이다. 상변화물질이 온도에 따라 고체와 액체의 상태로 변하면서 발생하는 부피의 변화가 한정된 공간에서 고압으로 변환되어 이를 통해 유체의 흐름을 만들어 발전하는 방식이다. 상변화물질로 해양의 온도를 고려하여 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 사용하였으며, 고체상태인 저온(1℃~2℃)과 액체 상태인 고온(21℃~25℃)에서 부피 변화를 압력으로 변환 시켜주는 전기 에너지 생성 장치를 제작하여 전기 에너지 생성 실험을 수행하였다. 실험 결과, 상(Phase)변화에 따른 압력 변화는 1시간에서 2시간 사이에 급격히 발생하였으며, 4시간 이후에는 약 24MPa 정도의 압력을 유지하였다. 이를 통해 상변화물질과 온도 차를 이용하여 수중 무인 이동체의 전원으로 활용할 수 있음을 확인하였고, 이를 적용하기 위해서는 좀 더 개선된 설계가 이루어져야 함을 알 수 있었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.892-901
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• 2020

We used a numerical method to estimate the hydrodynamic maneuvering derivatives for the heave-pitch coupling motion of an underwater glider. It is very important to assess the hydrodynamic maneuvering characteristics of a specific hull form of an underwater glider in the initial design stages. Although model tests are the best way to obtain the derivatives, numerical methods such as the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) method are used to save time and cost. The RANS method is widely used to estimate the maneuvering performance of surface-piercing marine vehicles, such as tankers and container ships. However, it is rarely applied to evaluate the maneuvering performance of underwater vehicles such as gliders. This paper presents numerical studies for typical experiments such as static drift and Planar Motion Mechanism (PMM) to estimate the hydrodynamic maneuvering derivatives for a Ray-type Underwater Glider (RUG). A validation study was first performed on a manta-type Unmanned Undersea Vehicle (UUV), and the Computational Fluid Dynamics (CFD) results were compared with a model test that was conducted at the Circular Water Channel (CWC) in Korea Maritime and Ocean University. Two different RANS solvers were used (Star-CCM+ and OpenFOAM), and the results were compared. The RUG's derivatives with both static drift and dynamic PMM (pure heave and pure pitch) are presented.