In order to evaluate rolling characteristics of high speed container carrier the author developed yaw-sway-rudder coupled rool equation, which is likely to be 5th order differential equation. The free rolling time history with particular reference to automatic steering, was computed upon the base of the yaw-sway-rudder coupled roll equation. The computed result explained effects of $C_1$ and $C_2$ on rolling behaviors and furthermore the effect of $C_2$ proved to be very effective where $C_1$ and $C_2$ are yaw gin constant and yaw-rate gain constant of auto-pilot respectively. Computation was carried out using Matsumoto's data of hydrodynamic force derivatives of 5 meter long container model.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.39
no.3
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pp.334-341
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2015
This study is to evaluate hydrodynamic performance evaluation between three kinds of inflatable kayaks, that is, a frame kayak, a needle knife kayak, and a v-hull kayak. In order to test, inclining and turning trial test are performed in the Ocean Engineering Basin. Also, a resistance test is performed with a reduced scale kayak in the circulating water channel. Consequently, First, the moment arm of a v-hull kayak is the largest with 132.4mm, but turning radius of one was the smallest of them. Second, the resistance of a needle knife kayak is the smallest with 71N, the center of gravity of one was the lowest with 0.128m of them, and then needle knife kayak occurs in a draft overall. Consequently, the v-hull kayak has had the advantages on restoring force and turning performance than others. The needle knife kayak has been more excellent on resistance and center of gravity than others.
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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v.19
no.2
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pp.117-124
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1983
In rough seas, actual behaviours of a ship may not be estimated by the linear strip theory, because of Nonlinearities due to the hull shape, bottom slamming and bottom and/or bow-flare slamming. In case of slamming, impulsive hydrodynamic pressure occurs on the fore body surface of the ship, resulting hull vibration called whipping, by which the ship may suffer from serious structural damages and the impact pressure, depends critically on the relative velocity at re-entry. In this paper, the Time history of impact froce at each station, the longitudinal distribution of impact force at critical time, the Time history of acceleration at F.P. and the Time history of Bending moment at midship are illustrated. That is, authors analyzed Dynamic response of container ship to be subjected slamming impact force.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.16
no.1
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pp.77-86
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2003
Dynamic response of baffled fuel-storage tank in turnaround motion is simulated using the ALE finite element method. Fuel-storage tank undergoes abrupt impact load caused by inertia force of internal fuel in turnaround motion. Also, large dynamic force and moment caused by this load influence structural stability and control system. In this paper, ring-type baffles are adopted to suppress the dynamic influence. Through the parametric analysis with respect to the baffle number and location, the effects of baffle on the dynamic response of baffled fuel-storage tank is analyzed. The ALE finite element method is adopted for the accurate and effective simulation of the hydrodynamic interaction between fluid and structure.
In this study, the numerical code for the 3D nonlinear dynamic analysis of an SLWR (Steel Lazy Wave Riser) was developed using the lumped mass line model in a FORTRAN environment. Because the lumped mass line model is an explicit method, there is no matrix operation. Thus, the numerical algorithm is simple and fast. In the lumped mass line model, the equations of motion for the riser were derived by applying the various forces acting on each node of the line. The applied forces at the node of the riser consisted of the tension, shear force due to the bending moment, gravitational force, buoyancy force, riser/ground contact force, and hydrodynamic force based on the Morison equation. Time integration was carried out using a Runge-Kutta fourth-order method, which is known to be stable and accurate. To validate the accuracy of the developed numerical code, simulations using the commercial software OrcaFlex were carried out simultaneously and compared with the results of the developed numerical code. To understand the nonlinear dynamic characteristics of an SLWR, dynamic simulations of SLWRs excited at the hang-off point and of SLWRs in regular waves were carried out. From the results of these dynamic simulations, the displacements at the maximum bending moments at important points of the design, like the hang-off point, sagging point, hogging points, and touch-down point, were observed and analyzed.
The purpose of this paper is to understand and model the slow current (~2 m/s) effects on the global response of a floating offshore platform in waves. A time-domain numerical simulation of full wave-current-body interaction by a quadratic boundary element method (QBEM) is applied to compute the hydrodynamic loads and motions of a floating body under the combined influence of waves and current. The study is performed in the context of linearized potential flow theory that is sufficient in understanding the leading-order current effect on the body motion. The numerical simulations are validated by quantitative comparisons of the hydrodynamic coefficients with the WAMIT prediction for a truncated vertical circular cylinder in the absence of current. It is found from the simulation results that the presence of current leads to a loss of symmetry in flow dynamics for a tension-leg platform (TLP) with symmetric geometry, resulting in the coupling of the heave motion with the surge and pitch motions. Moreover, the presence of current largely affects the wave excitation force and moment as well as the motion of the platform while it has a negligible influence on the added mass and damping coefficients. It is also found that the current effect is strongly correlated with the wavelength but not frequency of the wave field. The global motion of a floating body in the presence of a slow current at relatively small encounter wave frequencies can be satisfactorily approximated by the response of the body in the absence of current at the intrinsic frequency corresponding to the same wavelength as in the presence of current. This finding has a significant implication in the model test of global motions of offshore structures in ocean waves and currents.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.38
no.3
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pp.41-46
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2001
The very large vessels like VLCC and container ship have been built recently and those vessels have smaller structural strength in comparison with the other convectional skips. As a result the fatigue destruction of upper deck occurs a frequently due to the springing phenomenon at the encountering frequencies. In this study, the hydrodynamic loads are calculated by three-dimensional source distribution method with the translating and pulsating Green function. A ship is longitudinally divided into 23 sections and the added mass, damping and hydrodynamic force of each section is calculated. focusing only on the vertical motion. Stiffness matrix is calculated by the Euler beam theory. The calculation is carried out for Esso Osaka.
A semi-active algorithm for edgewise vibration control of the spar-type floating offshore wind turbine (SFOWT) blades, nacelle and spar platform is developed in this paper. A tuned mass damper (TMD) is placed in each blade, in the nacelle and on the spar to control the vibrations for these components. A Short Time Fourier Transform algorithm is used for semi-active control of the TMDs. The mathematical formulation of the integrated SFOWT-TMDs system is derived by using Euler-Lagrangian equations. The theoretical model derived is a time-varying system considering the aerodynamic properties of the blade, variable mass and stiffness per unit length, gravity, the interactions among the blades, nacelle, spar, mooring system and the TMDs, the hydrodynamic effects, the restoring moment and the buoyancy force. The aerodynamic loads on the nacelle and the spar due to their coupling with the blades are also considered. The effectiveness of the semi-active TMDs is investigated in the numerical examples where the mooring cable tension, rotor speed and the blade stiffness are varying over time. Except for excessively large strokes of the nacelle TMD, the semi-active algorithm is considerably more effective than the passive one in all cases and its effectiveness is restricted by the low-frequency nature of the nacelle and the spar responses.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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v.4
no.4
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pp.264-269
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2002
In this paper, Η$_{\infty}$ depth and course controller of an AUV(Autonomous Underwater Vehicle) using Η$_{\infty}$ servo control is proposed. The Η$_{\infty}$ servo problem is formulated to design the controllers satisfying a robust tracking property with modeling errors and disturbances. The solution of the Η$_{\infty}$ servo problem is as fellows: first, this problem is modified as an Η$_{\infty}$ control problem for the generalized plant that includes a reference input mode, and then a sub-optimal solution that satisfies a given performance criteria is calculated by LMI(Linear Matrix Inequality) approach. The Η$_{\infty}$ depth and course controller are designed to satisfy with the robust stability about the modeling error generated from the perturbation of the hydrodynamic coefficients and the robust tracking property under disturbances(wave force, wave moment, tide). The performances of the designed controllers are evaluated with computer simulations, and finally these simulation results show the usefulness and application of the proposed Η$_{\infty}$ depth and course control system.
In this paper, depth and course controllers of autonomous underwater vehicles using H$_{\infty}$ servo control are proposed. An H$_{\infty}$ servo problem is formulated to design the controllers satisfying a robust tracking property with modeling errors and disturbances. The solution of the H$_{\infty}$ servo problem is as follows: first, this problem is modified as an H$_{\infty}$ control problem for the generalized plant that includes a reference input mode, and then a sub-optimal solution that satisfies a given performance criteria is calculated by LMI(Linear Matrix Inequality) approach. The H$_{\infty}$ depth and course controllers ate designed to satisfy with the robust stability about the modeling error generated from the perturbation of the hydrodynamic coefficients and the robust tracking property under disturbances(wave force, wave moment, tide). The performances(the robustness to the uncertainties, depth and course tracking properties) of the designed controllers are evaluated with computer simulations, and finally these simulation results show the usefulness and application of the proposed H$_{\infty}$ depth and course control systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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