• 대한조선학회지
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• 제13권1호
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• pp.11-16
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• 1976

The effect of the bow shape on the ship motion response in longitudinal regular waves of water of finite depth is investigated by employing the strip theory. The two-dimensional hydrodynamic forces(added mass and damping) were calculated by close-fit method for water of finite depth. The models for investigation are U and V bow ship forms of block coefficient 0.8 with constant after body which were used by Yourkov [2] and recently by Kim [3] for their deep water investigations. The following results are obtained by the present numerical experiments. (1) It is confirmed that the damping coefficient of the V-bow ship is greater than that of U-bow ship and in consquence the amplitude of heave and pitch of V-bow ship is smaller than that of U-bow ship among longitudinal regular head waves in water of finite depth (2) The merit of the V-bow ship on the motion damping is more significant in heave than in pitch, and is decreasing with the shallowness of water depth. (3) The change of bow form gives little effect on the wave exciting force and moment compared with the motion responce.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.65-77
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• 1994

본 논문은 SWATH선의 히브 및 피치 제어에 대한 LQ이론의 상세한 응용과정을 제시한다. 부가질량과 감쇄계수를 상하동요 고유주기에서의 값으로 근사함으로써 선형 시불변 2차 연립 미분방정식이 주파수 응답 모델로부터 유도된다. 파기진력은 사인파들의 합으로서 모델링 된다. 좋은 과도응답(transient response)과 적절한 제어핀 운동을 얻기 위하여 상태 및 제어 가중행렬의 체계적인 선택과정이 제시된다. 본 논문의 제어기 설계과정의 타당성이 시간영역 및 주파수 영역에서의 시뮬레이션과 전달함수행렬의 특이값 선도에 의해 철저히 조사되어 진다. 최종 설계된 제어시스템은 본 연구의 응용이 성공적이었음을 나타내는 좋은 전체 성능을 보여준다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권3호
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• pp.217-223
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• 2015

In order to predict the motions of a planing hull in waves, it is necessary to accurately estimate the force components acting on the hull such as the hydrodynamic force, buoyancy, and friction, as well as the wave exciting force. In particular, based on strip theory, hydrodynamic forces can be estimated by the summation of the forces acting on each cross-section of the hull. A non-linear strip method for planing hulls was mathematically developed by Zarnick, and his formula has been used to predict the vertical motions of prismatic planing hulls in regular waves. In this study, several improvements were added to Zarnick's formula to predict the vertical motions of warped planing hulls. Based on calm water model test results, the buoyancy force and moment correction coefficients were modified. Further improvements were made in the pile-up correction. Pile-up correction factors were changed according to variations of the deadrise angles using the results found in previous research. Using the same hull form, captive model tests were carried out in other recent research, and the results were compared with the present calculation results. The comparison showed reasonably good agreements between the model tests and present calculations.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권4호
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• pp.192-198
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• 2004

해안 근처에서는 해수보다 무거운 진흙 등으로 채워진 퇴적 침전구가 존재한다. 이러한 퇴적 침전구 내에서는 해양으로부터 들어오는 입사파에 의해 내면파 유동이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 내면파 유동이 존재하는 퇴적 침전구 내에 위치한 물체에 발생하는 2차원 내면파 문제에 대한 수치기법을 개발하였다. 수학적 정식화 과정으로 유체 영역을 포텐셜 유동으로 가정하였으며, 자유표면에 대한 경계조건은 선형화된 자유표면 경계조건을 사용하였다. 수치 기법으로는 국소 유한 요소법을 사용하였다. 사용된 국소 유한 요소법은 기지의 함수 집합을 사용하여 방사 경계조건을 엄밀히 만족함으로써 계산 영역을 작게 줄일 수 있는 장점이 존재한다. 개발된 수치 기법의 검증을 위하여 Schwingers의 범함수법을 이용한 Lassiter의 계산 결과와 비교하였으며, 서로 잘 일치함을 확인하였다. 계산 예로서는 퇴적 침전구내에 형성된 내면파면 위에 존재하는 파이프라인이 입사파에 비해 유기 되는 힘을 계산하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권2호
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• pp.91-99
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• 2016

The global demand for oil and natural gas has increased, and resource development is moving to the deep sea. Floating and flexible offshore structures such as semi-submersible, spar, and FPSO structures have been widely used. The major equipment of floating structures is always exposed to waves, currents, and other marine environmental factors, which cause structural damage. Moreover, flexible risers are susceptible to an exciting force due to the motion of the floating body. The inline and transverse responses from the three-dimensional behavior of a floating structure occur because of various forces. Typical risers are made of steel pipe and applied in the oil and gas development field, but flexible materials such as polyethylene are suitable for OTEC risers. Consequently, the optimal design of a flexible offshore plant requires a dynamic behavior analysis of slender bodies made of the different materials commonly used for offshore flexible risers. In this study, a three-dimensional motion measurement device was used to analyze the displacements of riser models induced by external force factors, and forced oscillation of a riser was linked to forced oscillation under a steady flow and regular wave condition.

• 수산해양기술연구
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• 제35권2호
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• pp.147-155
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• 1999

본 연구에서는 8톤급 어선의 복원력 분석이 이루어졌다. 복원력 분석은 안정성과 관련이 있어, 선박의 기본설계시 중요한 항목중 하나이고, 각국 선급에서 규정을 준수하도록 하고 있다. 파랑중 어선의 전복현상은 파랑 및 바람에 의한 외력과 파랑중 선박의 브로우칭 (broaching) 현상과 복원력 변화가 어우러져 발생한다. 본 연구에서는 전복 -현상에 대한 분석을 하기 전에 필요한 파랑중복원력 분석이 수행되었다. 파도와의 만남 주파수가 0이 되는 선속과 파장의 관계가 구해졌다. 본 연구에서 택한 어선의 경우 선박의 길이와 비슷한 파장을 가지는 파도와 같은 방향으로 가면 만남 주파수가 작아짐 을 알 수 가 있었다. 이런 경우 위험한 상황이 발생할 가능성이 있다. 복원팔의 계산 결과 파정에 선박이 위치하고 있을 때, 복원력 감소가 상당히 발생하였음을 알 수가 있었다 파정에 오래 머물지 않도록 하는 운항 지침이 있어야 하겠다 전체적으로 본 연구에서 택한 어선을 대형 화물선보다 복원력 변에서는 유리한 것으로 판단되는데, 선체가 작아 상대적 으로 높은 파도를 만날 가능성이 많다. 앞 절에서 여러 가지 경우에 대한 계산 결과를 보았다. 김윤수(1994)는 대형화물선에 대하여 복원력 변화를 계산하였는데, 파도에 의한 복원력변화가 심하였다. 위의 그립을 보면 H/Lw=0.025에서 GZ 곡선의 최대 값이 1/2 이하로 줄어듦을 알 수 있다. 그러나 본 어선의 결과인 Fig. 6 과 7을 보면 변화가 대형화물선과 비교하며 작음을 알 수 있다. 이 것의 원인은 중앙단면의 형상 때문인 것으로 판단된다. 대형화물선의 경우 방형 비척계수 (뚱뚱함을 나타내는 계수)가 큰데 반하여, 본 어선은 방형 비척계수가 작고 측면에 차인을 두어 부력중심의 변화가 커서 복원력이 많이 작아지지 않는 것으로 판단된다. 앞으로 파도와 비슷한 속도와 방향으로 항주하는 어선의 동역학적인 안정성에 대한 분석이 이루어져야 하겠다.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.151-157
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• 2022

차량의 진행을 근사화한 외부 가진력을 고려한 강제 진동에서의 주파수 특성을 알아보고자 하였고, 다양한 가진 진폭과 주파수를 갖는 외력이 작용하면서 차량이 둔턱을 넘어갈 때에 차량에서 일어나는 주파수 영역의 진동특성을 분석하였다. 응답은 수치해석을 통하여 변위, 속도 및 가속도 등의 응답을 구하였고 이들을 FFT 처리하여 각 시간 응답의 FRF(Frequency response function) 주파수 특성을 분석하였다. 특히, 차량 고유모드와 외부 가진 모드의 발생 위치를 확실하게 비교하여 밝혔고 외부 가진력에 의한 강제진동 모델에서 변위, 속도 및 가속도의 거동과 주파수 응답함수에서의 고유모드의 위치와 주변의 가진 모드 분포 및 파워 스펙트럼, 실수부와 허수부의 FRF도 나타났으며 각 FRF에서 근접 모드 특성도 분석하였다. 외부 가진력으로 정현파의 가진력과 임펄스 가진력에 의한 둔턱 주파수를 고려하여 가정한 근사 모델에서 발생 모드를 구별할 수 있었다. 상당하는 질량, 감쇠 및 강성을 변화하는 여러 시스템에서 강제진동의 응답특성을 체계적으로 다루었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.127-138
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• 1996

고속선의 내항성능 해석 방법으로 스트립 방법, 통합이론(Unified theory), 3차원 판넬 방법등이 널리 사용되고 있다. 스트립 이론은 2차원적 해석 방법으로 전진속도가 빠른 경우나 추파중 저주파수 영역에서 유체력 계수와 운동응답이 정확하지 않으며, 통합이론은 내부영역에서는 2차원적 해석을 사용하고 외부영역은 세장체 이론을 사용하여 해석하는 방법으로 수학적으로 복잡한 단점이 있다. 3차원 판넬 방법을 이용한 해석은 계산 시간이 오래 걸리지만 고속인 경우에 모든 주파수 영역에서 정확한 해를 주는 것으로 알려져 있고, 전산기의 급속한 발달과 더불어 가장 권장되는 방법이다. 본 논문에서는 고속선의 해석에 전통적으로 사용되고 있는 스트립 법에 의한 해석과 3차원 판넬 방법을 이용한 해석법을 비교한다. 3차원 판넬 방법에 의한 해석은 쏘오스 분포법과 전진하면서 동요하는 그린 함수를 사용하고, 그린 함수의 수치, 계산은 Hoff의 방법을 이용하였고, 그린 함수는 종축에 대한 대칭 관계를 이용하여 계산 시간을 줄였다. 계산에 사용된 선종은 카타마란(Catamaran) 형태의 고속선이며 상기 두 방법에 의해 구해진 유체력 계수, 파강제력과 주파수 응답함수 등을 비교하였고, 또한 불규칙파중 운동응답의 계산 결과를 비교 검토해 보았다.