• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.902-909
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• 2020

It is announced a new procedure for the real-time overall hull response monitoring system depends on inclinometer sensor data. The procedure requires a few inclinometer sensors' data, located on the deck. Sensor data is used to obtain curvature values; and curvature values are used to find out displacements or relevant moment values according to pre-calculated moment-curvature diagrams. Numerical studies are demonstrated with reasonable accuracy for the pre-ultimate and the post-ultimate nonlinear behaviors. Elastic, inelastic, and post-collapse structural bending moment capacity determination of the hull has been presented. The proposed inverse engineering technique will be able to see the response of the hull in real-time with high accuracy to manage the course and speed when cruising or control the loading and the unloading process at the port.

• Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
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• 제2권1호
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• pp.79-105
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• 1994

A ship in waves is suffered from the various wave loads that comes from its motion throughout its life. Because these loads are dynamic, the analysis of a ship structure must be considered as the dynamic problem precisely. In the rationally-based design, the dynamic structural analysis is carried out using dynamic wave loads provided from the results of the ship motion calculation as a rigid body. This method is based on the linear theory assumed low wave height and small amplitude of motion. But at the rough sea condition, high wave height, compared with ship's depth, induce the large ship motion, so the ship section configuration under waterline is rapidly changed at each time. This results in a non-linear problem. Considering above situation in this paper, a strength analysis method is introduced for the hull girder among waves considering non-linear hydrodynamic forces. This paper evaluates the overall or primary level of the ship structural dynamic loading and dynamic response provided from the non-linear wave forces, and bottom flare impact forces by momentum slamming theory. For numerical calculation a ship is idealized as a hollow thin-walled box beam using thin walled beam theory and the finite element method is used. This method applied to a 40,000 ton double hull tanker and attention is paid to the influence of the response of the ship's speed, wave length and wave height compared with the linear strip theory.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권2호
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• pp.127-136
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• 2016

Springing is the resonance phenomenon of a ship hull girder with incoming waves having the same natural frequency of the ship. In this study, a simple and reliable calculation method was developed based on quadratic strip theory using the Timoshenko beam approach as an elastic hull girder. Second-order hydrodynamic forces and Froude-Krylov forces were applied as the external force. To improve the accuracy of the strip method, the variation in the added mass along the ship hull longitudinal direction, so called tip-effect, was considered. The J-factor was also employed to compensate for the effect of three-dimensional fluid motion on the two-node vibration of the ship. Using the developed method, the first- and second-order vertical bending moments of the Flokstra ship were compared. A comparative study was also carried out for a uniform barge ship and a 10,000 TEU container ship with the respective methods including the J-factor and tip-effect.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.105-113
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• 1999

본 논문에서는 선체 단면의 St'Venant 비틂강성은 물론 굽힘-비틂 강성과 전단-비틂 강성 및 선체 개단면과 폐단면 연결부에서의 변위와 단면력의 연속조건을 고려한 보유추이론을 적용하여 수평 비틂 거동의 연성도가 크고, 비틂에 대해 유연한 선체 거더의 수평 비틂 연성 고유진동 감도해석방법을 제시하였다. 제시된 방법을 토대로 대형 컨테이너 운반선의 적화상태 변경시의 고유진동수를 감도해석 결과를 이용하여 추정한 결과는 통상적 재해석 결과와 비교하여 오차 1%이내의 매우 양호한 부합성을 나타내었다. 아울러, 수평거동과 비틂거동의 연성도가 큰 선박의 경우 선체 중량 중심이 형 깊이의 10%까지 변화할 경우에 고유진동수가 최대 8%까지 변화함을 확인하였다.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2011년도 특별논문집
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• pp.117-126
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• 2011

The buckling assessment of plate panels described in common structural rules (CSR) is to be determined according to the buckling utilization factor with hull girder stresses calculated on net hull girder sectional properties. As the thickness requirement for the buckling assessment of plate panels is not explicitly given in CSR, a lot of time is spent to find the proper thickness of plate panels until reaching to an allowable buckling utilization factor. In this study, in order to reduce time and cost, the thickness requirement of plate panels satisfying buckling assessment was derived. The structural design system included with the thickness requirement for buckling assessment was developed. The system is called as Oil-tanker Automated Structural Investigation System (OASIS). The design result of longitudinal strength members using OASIS was verified by Nauticus Hull which is the rule scantling software of DNV. Finally, optimum design of a double hull tanker for the minimum weight using OASIS was presented.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.107-115
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• 1995

본 연구에서는 선체 구조설계자가 초기설계단계에서 선각거어더의 최종 또는 잔류 종강도를 쉽게 평가할 수 있는 시스템을 SUN4 워크스테이션의 Open-Window상에 구축하였다. 즉, 현재 기본적으로 이루어지고 있는 탄성 단면계수 계산을 위한 입력정보만을 사용하여 최종 종강도 계산이 가능하도록 하기 위하여 최종종강도를 평가할 수 있는 기존의 여러 방법들을 살펴보고, 실선과 모형 Box-Girder들의 수치해석 및 실험결과들에 적용하여 비교적 유용한 방법을 선정하였다. 선정된 식 및 조사된 몇가지 식을 선각 거어더의 탄성 또는 완전소성단면계수 계산과정과 연결하여 선체가 건전한 상태(Intact Condition) 혹은 좌초나 충돌등에 의하여 손상을 받았을 때(Damaged Condition)의 최종 또는 잔류강도를 계산할 수 있게 하였다. 또한 사용자의 편리를 위하여 이 흐름을 마우스버튼을 사용하는 화면운용체계하에서 작업이 이루어지도록 구성하였으며, 3차원 그래픽환경을 구축하여 종강도 구조부재의 만성 또는 완전소성 응력상태를 제시하게 하였다. 마지막으로 개발시스템은 여러 형태의 실제 건조선박(약 20척)에 적용하여 최종 종강도평가를 수행하고 그들 분포특성 및 구조가 취약한 선박등을 파악하였으며, 설계 종굽힘모우먼트에 대해 새깅 및 호깅상태 모두 평균적으로 약 2배가 되는 최종 종굽힘모우먼트를 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권3호
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• pp.235-245
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• 2007

선체의 갑판부와 선저부 그리고 해양구조물의 기본적인 구조는 보강판이다. 보강판넬은 한쪽방향으로 위치한 보강재 혹은 종/횡 방향으로 복잡하게 위치한 구조를 이루고 있으며, 후자의 모델을 그릴리지 구조라고 부른다 선체구조설계 단계에서 선박의 종강도 평가는 가장 중요한 항목이다. 일반적으로, 극심한 해상상태에 놓인 선박의 선저부에는 호깅조건에 의해 발생되는 횡모멘트에 기인하여 압축하중이 작용하게 되며, 이와 동시에 수압하중 작용으로 인한 국부휭모멘트가 작용된다. 본 논문에서는, 구조해석 결과의 검증을 위해서 여러 가지 해석프로그램 및 현재 사용되고 있는 선급룰과의 비교를 하여 횡하중의 영향에 따른 압축최종강도에 대해 분석하고, 여러 가지 설계변수를 변화하여, 각각의 영향을 검토하고, 최종적으로 조합하중 조건에서의 횡하중의 영향에 대해서 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 최종한계상태설계법에 기반을 두고, 조합하중이 작용하는 선체보강판의 구조강도 거동에 대해서 하중성분에 대한 관계를 고찰하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.667-679
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• 2022

선박의 피로 손상 해석에는 운항적인 요소를 고려한 매개 변수들을 포함하고 있다. 이러한 운항적인 변수들 때문에 설계 단계에서 예측하는 피로 손상도와 실제 운항 조건을 고려한 피로 손상도간의 차이가 발생한다. 마찬가지로 피로 해석에서 적재 하중 조건을 고려할 때 실제 컨테이너선은 다양한 적재 상태가 존재하지만 설계 단계에서 대표 하중 조건을 선택하여 피로 손상도를 계산한다. 실제 하중 조건과 설계시 하중 조건을 적용하였을 때 피로 손상 계산 결과의 차이가 예상됨에도 불구하고 컨테이너선의 하중 조건에 따른 피로 손상 기여도에 관한 연구는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서는 컨테이너선의 화물 중량 분포를 변화시켰을 때 피로 손상기여도를 분석하고자 하였다. 일반적으로 설계 단계에서 적용하는 하중 조건뿐만 아니라 다양한 하중 조건을 생성하고 유체동역학 계산으로 얻을 수 있는 선체 거더 하중 및 스펙트럴 피로 해석을 수행하여 얻은 피로 손상도를 확인하였다. 그 결과, 컨테이너선에서 화물 중량 분포 변화는 선체 거더 하중을 변화시켰으며 선체 거더 응력에 영향을 주어 피로 손상의 변화를 야기시키는 것을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제9권2호
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• pp.106-111
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• 2005

After many casualties of conventional bulk carriers in recent years, a double hull bulk carrier was proposed to enhance the structural safety of a side shell and a transverse bulkhead. In this paper, two alternative structural designs of a double hull bulk carrier were carried out based on the Lloyd's rule. One has the double sided hull with longitudinal stiffeners and the other has that with a girder. The final structural design was examined in comparison with an existing single hull bulk carrier from the viewpoints of cargo hold capacity and the increases of weight and construction cost. Generally, the construction cost of a ship consists of the costs of material, labor and overhead cost. But, in this study, the relative construction cost concept was introduced to compare the economical validity more precisely. In this concept, fixed overhead cost is excluded in the assessment of construction cost, and only the variable overhead cost is added up to labor cost. As the result of this study, a double hull bulk carrier can be constructed within 1% increase of weight and construction cost.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.187-199
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• 2019

In the case of gas carriers and oil tankers, pipes are installed on the upper deck as a moving passage to load LPG, LNG, crude oil, etc. Pipes used for loading or unloading liquid cargo in cargo holds are connected to the hull through support structures. However, many cases of hull damage have been reported where the various equipment and support structures are installed on the upper deck. It is assumed that not only the structural discontinuity where the hull and the pipe support structure meet, but also action due to the pipe loads and the hull girder bending moment are simultaneously affected. This paper deals with the design and strength evaluation of the support structure of pipes and cables installed on the upper deck of commercial ships and offshore structures. For these supporting structures, design conditions and working loads were defined. The design procedure was established through the structure analysis on the method of determining the member dimensions. A series of finite element analysis was performed on the factors to be considered in the design and the effects were discussed. The accuracy and design periods of the strength evaluation was improved and reduced by application of the automation program in the finite element analysis. It is also expected that the design reliability of the shipyard is improved.