• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.561-565
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• 2014

This paper is mainly concerned with the interaction effects between two vessels and sidewall with a mound. Experimental study on hydrodynamic forces between ship and sidewall with a mound was already shown in the previous paper, measured by varying the distances between ship and sidewall. The ship maneuvering simulation was conducted to find out the minimum safe distance between vessels, which is needed to avoid sea accident in confined waters. From the inspection of this investigation, it indicates the following result. When and if one vessel passes the other vessel through the proximity of sidewall with a mound, the spacing between two vessels is needed for the velocity ratio of 1.2, compared to the case of 1.5. Also, for the case of ship-size estimation, the ship maneuvering motion is more affected by interaction effects for the overtaken small vessel, compared to the overtaking large vessel.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-137
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• 2016

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2A호
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• pp.43-49
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• 2011

본 연구에서는 선교나 부선등에 실린 장비들과 같이 선박의 회전중심으로부터 이격된 선박구조와 교량의 상부구조가 충돌하는 경우의 충돌거동을 해석할 수 있도록 선박의 회전을 고려한 간이충돌모델을 개발하였다. 충돌모델은 선박과 교량의 질량과 강도 및 비선형성을 나타내도록 하였고, 모델의 비선형 운동방정식을 4차 Runge-Kutta방법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 현재 국내에서 운용되고 있는 부선의 제원을 선폭을 기준으로 표준화하고 작성된 충돌모델을 이용하여 각종 충돌조건이 교량의 충돌하중이 미치는 영향에 대한 매개변수연구를 수행하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.119-123
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• 2016

연안에는 많은 배들이 운항을 하고 있어 사고의 위험에 노출되어 있다. 특히 안전 장비를 구비하지 않은 소형 선박은 다양한 원인에 의한 선박 상태에 따른 사고, 그리고 주변 선박 및 물체와의 충돌과 같은 해양사고에 무방비 상태에 놓여있다. 따라서 이와 같은 상황을 저렴한 장비를 통하여 해결하는 것이 필요하다. 이를 위하여 본 논문에서는 스마트폰을 이용하여 선박 자체 움직임을 감지할 수 있는 기능을 구현하였다. 움직임이 정해진 임계값을 넘어선 경우, 이 기능은 현재 상황이 이 선박에 위험하다고 판단하고, 이 상황을 선박에 있는 스마프폰 소유자 및 제어 센터로 이상황을 알린다. 이를 통하여 안전 장비가 거의 장착되어 있지 않은 어선, 여객선, 그리고 레저선박과 같은 소형 선박에 적용되어 선박의 안전 항해를 향상시킬 수 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제54권4호
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• pp.343-352
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• 2018

In this study, a motion control problem for the vessels towed by tugboats or towing ships on the sea is considered. The towed vessel looks like the barge ship, which is used for many purposes. In these vessels, basically, the power propulsion system is not installed but just towed by a towing vessel such as tugboats with ropes and wires. It means that the motions of towed vessel are basically dependent on the tracking route of towing boat. Therefore, in some cases, undesirable and unpredictable motions may be made by environmental factors such as wave, wind attack and so on. As a result, a collision accident with others may occur during maneuvering situation. Based on these facts, the authors try to encourage the steering performance of the towed vessel by using controllable rudders without any propulsion system. In this study, especially, a controllable vessel with three rudders is considered, and a mathematical model is induced for the future study. The model is described as surge, sway motion and inertia moment by following the general representation method for the surface ship.

• 한국해양공학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-7
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• 2023

The motion of small fishing vessels is significantly affected by small waves, leading to accidents, such as capsizing or sinking. This paper presents the results of two types of basin tests. The first test analyzed the characteristics of roll and pitch motions among regular waves with the same wave steepness using the drifting state of three (3G/T, 7G/T, 10G/T) small fishing vessels. The second test analyzed the motion characteristics of the 7G/T fishing vessel under different wave steepness. The first test showed that heave and roll motions are significant in the beam sea, while pitch motion is significant in the bow and stern seas. The second test shows that wave steepness has a linear relationship with roll and pitch motions in the bow and stern seas.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.149-157
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• 2017

Since sloshing effects influences ship motions including floater's natural frequencies. The significant factors changing ship motions are inner liquid impact loads and inertia forces and moments with respect to its filling ratio. This means that changing sloshing loads with sloshing effects reduction device (SERD) may control ship motions. In this regard, conceptual model for adjustable SERD was suggested by authors and then implanted into fully coupled program between vessel motion and sloshing. By changing clearances of baffles in the inner tank which were component of SERD, then the roll RAOs from each case were obtained. It is revealed that using well-controlled SERD can maintain natural frequencies of floater even inner tank has different filling ratio.

• 수산해양기술연구
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• 제54권3호
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• pp.231-238
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• 2018

In this study, a ship motion control system design method is introduced for autonomous ships. Some related research results and technologies for autonomous ships have already been developed and applied to ships. For example, the Norwegian Maritime Authority and the Coastal Administration have signed an agreement that allows to test of autonomous ships in the defined area (port to port). Many countries and industries are pursuing to realize the autonomous vessel in the real world. In this paper, the authors try to develop related technology. As basic research, a ship model of the pilot vessel is developed and physical parameters are identified by experiment and simulations. Using the mathematical ship model, a control system is designed and control performance is evaluated by simulations.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1031-1037
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• 2021

국내 선박의 해양사고 발생률은 지속적으로 증가하고 있으며, 총톤수(Gross tonnage) 10톤 미만의 소형선박에서 집중적으로 발생하고 있다. 선박의 전복사고는 인명 및 재산 피해를 동반하기 때문에 반드시 예방되어야 하는 사고임에도 불구하고, 전복사고와 관련이 깊은 운항중인 소형선박의 내항성능 연구는 미진한 상태이며 내항성능과 관련된 국내·외 규정이 존재하지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 전복사고가 발생한 소형선박의 재결서를 조사하여 전복사고의 주요 원인이 적재상태 불량이라는 점을 파악하고, 대표 선박을 선정하여 유체정역학적 계산 및 내항성능 해석을 수행하였다. 일반적으로 선박은 운항중 6자유도 운동을 하게 되는데 본 연구에서는 전복사고와 관련이 깊은 횡동요(Roll)를 알아보기 위해 대표 선박의 응답진폭연산자(RAO) 및 운동응답 스펙트럼(Response Spectrum)을 계산하고 3시간동안의 파도 정상상태(Stationary)에 대한 단기(Short Term) 통계 해석을 수행하였다. 그 결과 적재상태가 불량할 때에는 선박의 횡동요가 크게 발생하여 선박의 안정성을 크게 감소시킨다는 사실을 알 수 있었다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제10권4호
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• pp.373-397
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• 2020

Heave compensation is a vital part of various marine and offshore operations. It is used in various applications, including the transfer of cargo between two vessels in the open ocean, installation of topsides of an offshore structure, offshore drilling and for surveillance, reconnaissance and monitoring. These applications typically involve a load suspended from a hydraulically powered winch that is connected to a vessel that is undergoing dynamic motion in the ocean environment. The goal in these applications is to design a winch controller to keep the load at a regulated height by rejecting the net heave motion of the winch arising from ship motions at sea. In this study, we analyze and compare the performance of various control algorithms in stabilizing a suspended load while the vessel is subjected to changing sea conditions. The KCS container ship is chosen as the vessel undergoing dynamic motion in the ocean. The negative of the net heave motion at the winch is provided as a reference signal to track. Various control strategies like Proportional-Derivative (PD) Control, Model Predictive Control (MPC), Linear Quadratic Integral Control (LQI), and Sliding Mode Control (SMC) are implemented and tuned for effective heave compensation. The performance of the controllers is compared with respect to heave compensation, disturbance rejection and noise attenuation.