• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1996년도 The Korean Institute of Navigation 1996년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.77-92
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• 1996

When an automatic course-keeping is concerned as is quite popular in modern navigation the closed-loop steering system consists of autopilot device power unit (or telemotor unit) steering gear magnetic or gyro compass and ship dynamics. The consideration of irregular disturbances to ship dyanmics and a few non-linear mechanisms involved in the system inevitably or artificially are known to be very important in properly evaluating or analyzing the automatic steering system. In the present study the mathematical model of each element of an automatic steering system is derived which takes account of a fex non-linear mechanisms. PD(Proportional-Derivative) controller and low-pass filter with a weather adjustment are adopted to modelling the characteristics of an autopilot. The calculation method of imposing irregular disturbances to ship dynamics is proposed where irregular disturbances implying irregular wave and the fluctuating component of wind. For he evaluation of automatic steering system of ships in the open seas an important term "performance index" is introduced from the viewpoint of energy saving which derived from the concept of energy loss on ship propulsion. Finally the present methods are applied to two typical types of ship ; an ore carrier and a fishing boat. The various effects of linear and/or non-linear control constants of autopilot on propulsive energy loss are investigated to validate and clarify the present smulation technique.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.102-109
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• 1993

원자력시설의 사고에 따른 피폭선량 평가를 짧은 실시간에 대해 분석하는 PC 프로그램인 RADAP을 개발하였다. RADAP은 공기중 확산 및 수송에서 라그란지 puff 방법을 사용하고 있다. 실시간 분석을 위하여 한개 혹은 다중의 puff 를 동시에 취급할 수 있다. puff 내에서의 확산은 Gauss 분포를 가지며 , 확산계수는 USNRC 의 normal sigma curve 방법을 사용하였다. 그러나 이 프로그램은 바람조건에서 시간적인 변화만 적용하고 위치에 따른 변화는 취급하지 않았다. 31$\times$31 격자의 전신 및 갑상선 선량이 출력으로 나오며, EGA 및 VGA 모니터를 통하여 도상으로 표시된다. 결과에 의하면 RADAP은 사고후 짧은 시간동안의 선량을 평가하기 위한 좋은 도구라 할 수 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권3호
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• pp.241-255
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• 2012

Three types of 100 kW-class tidal stream turbines are proposed and their performance is studied both numerically and experimentally. Following a wind turbine design procedure, a base blade is derived and two additional blades are newly designed focusing more on efficiency and cavitation. For the three designed turbines, a CFD is performed by using FLUENT. The calculations predict that the newly designed turbines perform better than the base turbine and the tip vortex can be reduced with additional efficiency increase by adopting a tip rake. The performance of the turbines is tested in a towing tank with 700 mm models. The scale problem is carefully investigated and the measurements are compared with the CFD results. All the prediction from the CFD is supported by the model experiment with some quantitative discrepancy. The maximum efficiencies are 0.49 (CFD) and 0.45 (experiment) at TSR 5.17 for the turbine with a tip rake.

• 한국해양공학회지
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• 제38권3호
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• pp.103-114
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• 2024

Remote sensing wave observation data are crucial when analyzing ocean waves, the main external force of coastal disasters. Nevertheless, it has limitations in accuracy when used in low-wind environments. Therefore, this study collected the raw data from MIROS Wave and Current Radar (MWR) and wave radar at the Ieodo Ocean Research Station (IORS) and applied the optimal filter by combining filters provided by MIROS software. The data were validated by a comparison with South Jeju ocean buoy data. The results showed it maintained accuracy for significant wave height, but errors were observed in significant wave periods and extreme waves. Hence, this study used an artificial neural network (ANN) to improve these errors. The ANN was generalized by separating the data into training and test datasets through stratified sampling, and the optimal model structure was derived by adjusting the hyperparameters. The application of ANN effectively improved the accuracy in significant wave periods and high wave conditions. Consequently, this study reproduced past wave data by enhancing the reliability of the MWR, contributing to understanding wave generation and propagation in storm conditions, and improving the accuracy of wave prediction. On the other hand, errors persisted under high wave conditions because of wave shadow effects, necessitating more data collection and future research.

• 응용통계연구
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• 제30권5호
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• pp.633-645
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• 2017

본 연구는 컨테이너선의 연료 소비 패턴의 발견을 위해 운항데이터 분석의 통계적 절차를 제안한다. 우리는 현 시점의 연료 소비를 발견하기 위해 연료 소비에 영향을 미치는 변수들을 파악하는 동시에 예측 모델을 개발 및 적용하는 것을 목적으로 한다. 선박의 데이터는 크게 운항데이터와 기기데이터로 분류할 수 있으며, 운항데이터는 항로, 항해 정보, 대수속도, 대지속도, 바람과 같은 외력에 대한 정보 등이 있고, 기기데이터는 엔진출력, RPM, 연료 소모량, 기기들의 온도 및 압력 등이 있다. 본 연구에서, 우리는 선박에 미치는 외력의 영향을 Beaufort Scale (BFS)을 기준으로 구분한 후에 PLS 회귀분석을 통한 예측 모델을 개발하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.423-433
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• 2019

서남해에서 해상풍력구조물의 건설에 따른 해저지형변화를 예측하기 위하여, 조석, 조류, 부유사 그리고 해저질 등에 대한 현장조사를 수행하였고, 이들 자료를 수치실험에 활용될 수 있도록 하였다. 수치실험에서 표사량 산정은 관련 상수를 시행착오적으로 변화시켜 관측된 부유사농도에 대해 계산치의 오차가 적당할 때에 경험상수들을 결정하는 방법을 사용하였는데, 어떤 농도분포인자가 0.1 그리고 부유사 평형농도 공식의 비례상수가 0.05일 때, 관측치와 계산치가 합리적으로 유사하였다. 부유사농도에 관한 개경계조건은 관측된 부유사농도에 대해 남동측 경계점에서 11.0배, 남서측 경계점에서 0.5배, 서북측 경계점에서 1.0배, 북서측 경계점에서 1.0배 그리고 북동측 경계점에서 1.0배이었을 때, 개경계와 서로 인접한 계산영역 내의 수심변화 계산결과가 단속적이지 않고 매끄럽게 나타났다. 그리고 연간침식퇴적량은 해상풍력 구조물의 건설전후에 대하여 그 변화가 ± 1 cm 이상 발생하는 해역은 거의 나타나지 않았는데, 사용된 대격자 수치모형은 세굴과 같은 국지적 현상을 재현할 수 없고, 해상풍력 하부구조물이 직경 1 m 정도의 자켓타입의 투과식이어서 이들에 의하여 ± 2 cm/s 이상의 유의미한 유속변화역이 거의 나타나지 않았기 때문에, 해저지형변화가 미미한 것은 당연한 결과인 것으로 판단되었다.

• 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.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권6호
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• pp.603-616
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• 2016

본 연구에서는 기상청 현업 국지기상모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS)과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모델을 접합하여, 서울 종로구 송월동에 위치한 지동기상관측소(서울 ASOS) 주변 지역의 기상 환경을 분석하였다. 토지 피복별 차등 가열이 도시 지역의 대기 흐름과 기온에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 시간 변화에 따른 토지 피복별 지표면 온도와 그림자 영역에 대한 지표면 온도 감소 효과를 고려하였다. LDAPS 모델은 상세한 건물, 지형, 지표면 가열 효과를 고려하지 못하기 때문에, 풍속을 과대모의 하고 기온을 과소 모의하였다. 건물과 지형의 마찰 효과와 태양 복사에 의한 지표면 가열을 고려할 수 있는 LDAPS-CFD 접합 모델은 서울 ASOS 지점의 관측 풍속과 유사한 풍속을 모의하였고, 관측 기온을 잘 재현하였다. 주로 동풍이 부는 오전 시간대에는 LDAPS-CFD 접합 모델 또한 기온을 과소모의 하였는데, 이는 서울 ASOS 지점의 풍상측(동쪽)에 위치한 경희궁 주변 지역에 주로 수목이 분포하고 있고, 표면 온도가 상대적으로 낮기 때문인 것으로 판단된다. 그러나, 주로 남동풍 계열의 바람이 부는 오후 시간대에는 풍상측에 위치한 건물의 표면 가열의 효과로 인해 서울 ASOS 지점의 관측 기온을 상대적으로 잘 모의하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.126-131
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• 2019

최근 태양광의 발전 효율성과 경제성이 높은 발전소 부지를 확보하기 위해 특정 지역을 대상으로 태양광 발전량을 정확히 예측하기 위한 연구들이 수행되었다. 하지만 국내의 경우 기존 발전량 데이터가 부족함에 따라 정확한 발전량 추정에 문제가 발생할 수 있으며, 우리나라 기준으로 어떠한 기상조건을 나타내는 변수가 태양광발전에 어느 정도의 영향을 미치는지에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 지형 효과를 충분히 고려하여 제작된 태양복사에너지 지도와 미세먼지와 같은 기상조건을 추가하여 태양광 발전량 추정 회귀모델을 제시하고, 추정된 발전량과 실제 발전량을 비교 분석하였다. 그 결과, 습도를 제외한 태양복사에너지, 온도, 풍속, 운량, 강수량, 일조시간, 미세먼지가 발전 효율에 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 회귀 분석모델을 통해 추정된 발전량과 실제 발전량을 비교 분석하여 RMSE는 48.261(h), nRMSE는 1.592(%), MAPE는 11.696(%), 그리고 는 0.979이 도출되었다. 이러한 결과는 국내 태양광 발전 부지를 평가함에 있어서 고려해야 하는 중요한 기상 조건 등 태양광 발전량 추정 모델을 설계하는데 활용할 수 있으며, 이를 바탕으로 태양광 발전소 건설 부지를 선정함에 있어 중요한 지표인 발전량을 정확히 추정하는데 기여할 것으로 사료된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권4호
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• pp.315-330
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• 2017

Halo coronal mass ejections (CMEs) originating from solar activities give rise to geomagnetic storms when they reach the Earth. Variations in the geomagnetic field during a geomagnetic storm can damage satellites, communication systems, electrical power grids, and power systems, and induce currents. Therefore, automated techniques for detecting and analyzing halo CMEs have been eliciting increasing attention for the monitoring and prediction of the space weather environment. In this study, we developed an algorithm to sense and detect halo CMEs using large angle and spectrometric coronagraph (LASCO) C3 coronagraph images from the solar and heliospheric observatory (SOHO) satellite. In addition, we developed an image processing technique to derive the morphological and dynamical characteristics of halo CMEs, namely, the source location, width, actual CME speed, and arrival time at a 21.5 solar radius. The proposed halo CME automatic analysis model was validated using a model of the past three halo CME events. As a result, a solar event that occurred at 03:38 UT on Mar. 23, 2014 was predicted to arrive at Earth at 23:00 UT on Mar. 25, whereas the actual arrival time was at 04:30 UT on Mar. 26, which is a difference of 5 hr and 30 min. In addition, a solar event that occurred at 12:55 UT on Apr. 18, 2014 was estimated to arrive at Earth at 16:00 UT on Apr. 20, which is 4 hr ahead of the actual arrival time of 20:00 UT on the same day. However, the estimation error was reduced significantly compared to the ENLIL model. As a further study, the model will be applied to many more events for validation and testing, and after such tests are completed, on-line service will be provided at the Korean Space Weather Center to detect halo CMEs and derive the model parameters.