• 한국음향학회지
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• 제21권5호
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• pp.478-484
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• 2002

표적 탐지를 위한 선형 견인 어레이는 해수의 움직임이나 견인선의 기동 방향 등에 의해 그 형상이 비선형화 된다. 이러한 비선형성의 존재는 입사신호의 파라미터 추정 오차를 유발하므로 본 논문에서는 비선형 형상의 견인 어레이를 위한 빔형성 기법을 제안한다. 제안된 기법은 두 개의 보조센서를 사용하여 수동 견인 어레이의 첫 번째 하이드로폰과 마지막 하이드로폰의 위치를 파악한 후, 두 하이드로폰 사이의 비선형 형상조향 벡터를 선형화 (Linearization)한다. 실제 수중환경에서의 컴퓨터 모의 실험을 통하여 성능 분석을 행한 결과, 비선형 견인 어레이의 형상에 관계없이 빔패턴은 이상적인 형태를 지님을 확인하였다. 그리고 다양한 입사신호의 신호 대 잡음비 환경 하에서 위상 성분 추정의 한계를 보임으로써 제안된 기법의 입사각 추정 성능을 평가하였으며, 이와 더불어 선형 형상을 가정한 바틀렛 빔형성 기법과의 비교 분석 결과, 현격한 성능 차이를 보였음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.369-379
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• 2014

Planing hull forms have significant influences on those hydrodynamic performances in calm water and in waves. Therefore, the hydrodynamic performance of a planing vessel should be predicted by model tests or theoretical calculations, and be confirmed whether it shows the performance requirements at the design stage. In this study, four planing hull forms are designed with the goal of the improvement of resistance and seakeeping performance, and 1/6.5 scale model tests are carried out in Seoul National University towing tank. The effects of design parameters such as length-to-beam ratio, deadrise angle and forebody shape on the hydrodynamic performance are investigated, based on model test results. Running attitude and resistance of model ships in calm water are also estimated by empirical formulae proposed by Savitsky (1964; 2007; 2012), and compared with the model test results. It is shown that calm water performance of non-prismatic planing hulls can be predicted well by Savitsky (2012)'s formula which improves the original Savitsky(1964/2007)'s formula by taking into account the variations of deadrise angles, and the actual angles between the hull bottom and the free surface.

• 한국항해학회지
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• 제10권2호
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• pp.97-114
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• 1986

Ship's maneuverability is very important factor in safe ship handling and economical ship operation. Steering characteristics are consisted of course stability and maneuverability. Today in many advanced ship-building countries, they study ship's course stability, using model ship tests, such as straight line tests, rotating arm tests and Planar Motion Mechanism (PMM) etc., in tow in tanks. It is the purpose of this paper to provide ship's handlers with better understanding of steering characteristics and to help them in safe controlling and manevering . In this paper, the author simulated response of various vessels, running straight course with constant speed, and they are disturbed by small external disturbance of one degree yaw angle with no angular velocity . The author used the hydrodynamic derivtives resulted at tests of Davidson's laboratory in Stevens Institute of Technology, New Jersey, U.S.A. Course stability was evaluated and analyzed in various respects, such as block coefficient, ratio of ship's length to beam, draft and rudder area ratio etc. The obtained results are as follows : (1) The ship's course stability is affected by magnitude of block coefficient greatly. In case that the block coefficient is more than 0.7, the deviation varies at nearly same rate but the requistite time to reach the steady course is different. (2) The ship's course stability is affected by magnitude of L/B. When the dimensionless time reaches about 3, the deviation and requisite time to reach the steady course are influenced nearly same. After the dimensionless time is about 3, they change on invariable ratio. (3) The effect to course stability by L/T and RA' can be neglected. (4) The reason why thy VLCC and container feeder vessel are unstable on their course is that their block coefficient is generally more than 0.8 and the ratio of ship's length to beam is about 6.0.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.102-112
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• 2017

Many studies on dynamic positioning control algorithms using fixed feedback gains have been carried out to improve station keeping performance of dynamically positioned vessels. However, the control algorithms have disadvantages in that it can not cope with changes in environmental disturbances and response characteristics of vessels motion in real time. In this paper, the Fuzzy Gain Scheduling - PID(FGS - PID) control algorithm that can tune PID gains in real time was proposed. The FGS - PID controller that consists of fuzzy system and a PID controller uses weighted values of PID gains from fuzzy system and fixed PID gains from Ziegler - Nichols method to tune final PID gains in real time. Firstly, FGS - PID controller, control allocation algorithm, FPSO and environmental disturbances were modeled using Matlab/Simulink to evaluate station keeping performance of the proposed control algorithm. In addition, simulations that keep positions and a heading angle of vessel with wind, wave, current disturbances were carried out. From simulation results, the FGS - PID controller was confirmed to have better performances of keeping positions and a heading angle and consuming power than those of the PID controller. As a consequence, the proposed FGS - PID controller in this paper was validated to have more effectiveness to keep position and heading angle than that of PID controller.

• 한국해양공학회지
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• 제33권4호
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• pp.313-321
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• 2019

The prediction of the hydrodynamic performance of a planing hull vessel is an important and challenging topic for computational fluid dynamic (CFD) applications to naval hydrodynamics. In this paper, the resistance and planing attitude analysis for a Fridsma hull, which is a prismatic planing hull, in still water are numerically studied using OpenFOAM. OpenFOAM is an open source code package based on C++ libraries and the finite volume method (FVM) for the discretization of the RANS equation. The volume of fluid method (VOF) is used to capture the water-air interface and the SST ${\kappa}-{\omega}$ model is used for the turbulence simulation. The overset mesh method is used to capture the large motion of the hull at higher speeds. Before the extensive analysis, uncertainty analyses using various time steps and grid sizes were performed for one ship speed case of Fn = 1.19. The results of the present study are compared with those of a model test, other CFD research, and Savitsky's empirical formula. The results of the present study, following the trend of other CFD results, slightly over predict the resistance and under predict the sinkage and, more significantly, the trim.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권3호
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• pp.155-164
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• 2023

About 75% of vessel collision accidents are caused by human error, which causes enormous economic loss, environmental pollution, and human casualties, thus research on automatic collision avoidance of vessels is being actively conducted. In addition, vessels must comply with the COLREGs rules stipulated by IMO when performing collision avoidance with other vessels in motion. In this study, the collision risk was calculated by estimating the position and velocity of other vessels through the Probabilistic Data Association Filter (PDAF) algorithm based on RADAR sensor data. When a collision risk is detected, we propose an event-triggered Nonlinear Model Predict Control (NMPC) algorithm that geometrically creates waypoints that satisfy COLREGs and follows them. To verify the proposed algorithm, simulations through MATLAB are performed.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.152-161
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• 2023

일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국측량학회지
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• 제31권3호
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• pp.199-207
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• 2013

수로측량에서 멀티빔 시스템에 의해 측량된 자료는 여러 가지 요인들에 의해 다양한 오차들을 포함한다. 이들은 패치 테스트라는 검정 단계를 통해 보정되며, 기존의 방법을 이용한 경우 정확한 시스템 검정을 위해 약 8회 내외의 테스트가 수행되어야한다. 본 연구에서 보다 신속하고 정확한 멀티빔 시스템 검 보정을 위해, 지상 레이저 스캐닝기술과 TS 측량을 이용하여 선박의 정확한 오프셋이 결정되었고, 이러한 자료를 초기 입력값으로 한 패치 테스트가 수행되었다. 그 결과, TS 측량에서 폐합오차가 0.001 m, 스캐닝에서의 후시 관측 오차가 0.005 m 이내였다. 동일한 지역 좌표계로 획득된 모든 측량자료는 선박 기준 좌표계로 변환되었고, 이 과정에서 모든 회전각에 대한 결정계수는 0.99 이상, 표준편차는 0.008 m 이하로 나타났다. 끝으로, 계산된 탑재 센서 오프셋과 모션 센서 오프셋을 이용한 패치 테스트에서 멀티빔 송수파기 오프셋은 단 1회의 보정만으로 수로측량 업무규정을 만족하였다. 이러한 결과에 비춰볼 때, 멀티빔 시스템의 검 보정에서 지상 레이저 스캐닝 및 TS 측량의 활용 가능성이 충분히 있다고 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제39권4호
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• pp.106-113
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• 1997

Dynamic loading of structures often causes excursions of stresses well into the inelastic range, and the influence of the geometric changes on the dynamic response is also significant in many cases. Therefore, both material and geometric nonlinearity effects should be considered in case that a dynamic load acts on the structure. A structure in a nuclear power plant is a structure of importance which puts emphasis on safety. A nuclear container is a pressure vessel subject to internal pressure and this structure is constructed by a reinforced concrete or a pre-stressed concrete. In this study, the material nonlinearity effect on the dynamic response is formulated by the elasto-viscoplastic model highly corresponding to the real behavior of the material. Also, the geometrically nonlinear behavior is taken into account using a total Lagrangian coordinate system, and the equilibrium equation of motion is numerically solved by a central difference scheme. The constitutive relation of concrete is modeled according to a Drucker-Prager yield criterion in compression. The reinforcing bars are modeled by a smeared layer at the location of reinforcements, and the steel layer model under Von Mises yield criteria is adopted to represent an elastic-plastic behavior. To investigate the dynamic response of a nuclear reinforced concrete containment structure, the steel-ratios of 0, 3, 5 and 10 percent, are considered. The results obtained from the analysis of an example were summarized as follows 1. As the steel-ratio increases, the amplitude and the period of the vertical displacements in apex of dome decreased. The Dynamic Magnification Factor(DMF) was some larger than that of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF. 2. The dynamic response of the vertical displacement and the radial displacement in the dome-wall junction were shown that the period of displacement in initial step decreased with the steel-ratio increases. Especially, the effect of the steel on the dynamic response of radial displacement disapeared almost. The values of DMF were 1.94, 2.5, 2.62 and 2.66, and the values increased with the steel-ratio. 3. The characteristics of the dynamic response of radial displacement in the mid-wall were similar to that of dome-wall junction. The values of DMF were 1.91, 2.11, 2.13 and 2.18, and the values increased with the steel-ratio. 4. The amplitude and the period of the hoop-stresses in the dome, the dome-wall junction, and the mid-wall were shown the decreased trend with the steel-ratio. The values of DMF were some larger than those of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF.

• 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.