• 대한조선학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.43-52
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• 2003

Two methods which estimate manoeuvring derivatives in the model of hydrodynamic force and moment acting on a manoeuvring ship using sea trial data were compared. One is the widely used parameter estimation method by using the Extended Kalman Filter (EKF), which estimates state variables of linearized state space model at every instant after dealing with the coefficients as the augmented state variables. The other one is the Estimation-Before-Modeling (EBM) technique, so called the two-step method. In the first step, hydrodynamic force of which dynamic model is assumed the third-order Gauss-Markov process is estimated along with motion variables by the EKF and the modified Bryson-Frazier smoother. Then, in the next step, manoeuvring derivatives are identified through the regression analysis. If the exact structure of hydrodynamic force could be known, which was an ideal case, the EKF method would be regarded as being more superior compared to the EBM technique. However the EBM technique was more robust than the EKF method from a realistic point of view where the assumed model structure was slightly different from the real one.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.331-344
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• 2020

Ship's hydrodynamic coefficients in manoeuvring equations are generally derived by captive model tests or numerical calculations. Empirical formulas have been also proposed in some previous researches, which were useful for practical predictions of hydrodynamic coefficients of a ship by using main dimensions only. In this study, ship's hydrodynamic coefficients based on empirical formulas were optimized by using its free running test data. Eight manoeuvring performance indices including steady turning radius, reach in zig-zag as well as well-known IMO criteria indices are selected in order to compare simulation results with free runs effectively. Sensitivities of hydrodynamic coefficients on manoeuvring performance indices are analyzed. And hydrodynamic coefficients are tuned within fixed bounds in order of sensitivity so that they are tuned as little as possible. Linear and nonlinear coefficients are successively tuned by using zig-zag and turning performance indices. Trajectories and velocity components by simulations with tuned hydrodynamic coefficients are in good agreements with free running tests. Tuned coefficients are also compared with coefficients by captive model tests or RANS calculations in other previous researches, and the magnitudes and signs of tunes are discussed.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.17-25
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• 2010

선박 조종 시뮬레이션을 구성하는 기동 모델은 대상 선박의 동역학적인 특성을 현실에 가깝게 구현해야 하며, 신속한 계산 및 결과 처리가 가능하여야 한다. 다중 선박을 대상으로 하는 실시간 조종 시뮬레이션에서는 계산 시간 단축을 위해 일반적으로 선회각이나 선회율, 또는 전진 속도에 대한 1차 미분방정식 모델을 사용하여 선박의 움직임을 구현하게 된다. 본 논문에서는 대상 선박의 선회 시험 정보가 주어져 있을 경우 이를 이용한 선박의 단순 기동 모델링 및 계수 추정법을 제안하였다. 전진속도가 일정한 모델과 전진 속도의 변화를 고려한 모델의 계수 추정법을 수학적으로 전개하였으며, 실선 선회 시험 자료를 이용하여 제안된 모델의 유용성을 검증하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권8호
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• pp.603-609
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• 2008

Manta형 무인잠수정(Manta-type Unmanned Undersea Test Vehicle, 이하 MUUTV라 함)은 Naval Undersea Warfare Center의 Manta Test Vehicle의 설계 및 운용 개념을 기초로 하여 제안되었다(손 등, 2006). 본 연구에서는 Feldman(1979)과 손 등(2006)의 6자유도 운동 수학모델을 이용하여 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 유체력미계수의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 기법으로는 Sen(2000)이 제안한 방법을 채택하였다. 본 연구를 통하여 각각의 유체력미계수가 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었으며, 상대적으로 영향을 작게 미치는 유체력미계수가 포함된 항을 제거하여 조종운동 수치 시뮬레이션을 수행하여도 운동 추정이 가능함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.123-126
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• 2003

In the present paper, the analysis is on the safe navigation between ships moving each other in restricted waterways under the external force, such as wind or current The numerical simulation of manoeuvring motion was carried out to propose an appropriate safe speed and distance between ships, which is required to avoid marine disasters from the viewpoint of marine safety. From the inspection q this investigation, it indicates the following result In case of proximal navigation between ships under the wind and current, the low-speed vessel is potentially hazardous because the rudder force if low-speed vessel needed for steady-state course-keeping is not sufficient, compared to the high-speed vessel The manoeuvring characteristic based on this investigation will be very useful for keeping the safety of navigation from the practical point of ships design and traffic control in restricted waterways.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권2호
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• pp.113-119
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• 2004

Ships' collision accident has often occurred in congested waterways or in harbour areas. To examine the cause of collision accident may be necessary to prevention against another similar one. We discuss the construction of ship-manoeuvring-simulator system used for reproducing ships' collision phenomenon The system consists of one simulator bridge for own ship and two control consoles for own ship and target ship. Own ship and target ship are linked each other, and are simultaneously manoeuvred in simulator bridge or at control console respectively. And a simulator experiment for reproducing ships' collision phenomenon and for examining the cause of accident is carried out. Through the present case study, we find out that the constructed simulator system is very useful for reproducing ships' collision phenomenon and for examining the cause of accident.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.82-98
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• 1994

본 논문에서는 파중에서 조종운동을 하는 선박에 작용하는 유체력에 대한 수학적 모델을 확립하고, 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 파중에서 운항하는 선박은 입사파의 주파수에 의존하는 고주파수 운동과 선박의 조종운동에 따른 저주파수 운동을 하게되므로, two time scale expansion 방법을 적용하여 속도포텐셜에 대한 선형경계치 문제를 정립하였으며, 선박의 조종운동에 미치는 파의 영향은 2차차수 저주파수 표류력만을 조종운동방정식에 포함시켜 고려하였다. 속도포텐셜에 대한 적분방정식의 해는 3차원 파넬방법을 사용하여 구하였으며, 선박에 작용하는 힘은 직접적분법을 사용하여 계산하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.229-232
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• 2005

This paper presents a preliminary analysis result on SAR-related journal papers published since 1960s. Abstracts of more than 2700 peer-reviewed English journal papers were collected and classified into various categories according to their systems, techniques, and application fields. Statistics on each category were provided so that one can understand historical and on-going development in SAR systems, techniques, and a variety of application fields such as land, ocean, cryosphere and atmosphere. This statistical data would be an essential guideline to establish a future SAR system application and satellite manoeuvring policy.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.89-94
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• 2004

선박운항시스템은 첨단화 되고 있으며, 선박충돌회피시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그럼에도 선박 충돌사고 빈도수는 줄어들지 않는 설정이다. 시스템에 의한 충돌회피 조종에도 불구하고 근접거리로 충돌위험이 계속 존재한다면, 충돌위험 결정 및 판단기준에 있어서 단순히 TCPA, DCPA만의 입력변수 사용은 근접상황에서 충돌위험회피에 도움을 주지 못한다. 최근 5년간 국내 선박충돌사고 상대선 초인거리 조사에 의하면 약 $45\%$가 2마일 이하 근거리 초인하는 것으로 분석된다. 이런 요소는 선박조종성능 특성과 행위결정을 위한 시간적 특성의 영향을 많이 받는 근접조우를 유발한다. 따라서 근접상황에서 선박충돌회피동작 결정에 관한 연구는 안전항해의 필수적인 요소라고 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 선박조종성능 특성에 따른 선회조종과 선박의 거동을 분석하여 근접상황에서 신속하고 올바른 충돌회피 조선을 지원할 수 있는 선박충돌회피지원 모델을 제시한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권6호
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• pp.403-412
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• 2019

선박의 조종운동특성은 선종뿐만 아니라 같은 선박이라 할지라도 속도나 흘수에 의해서도 달라진다. 최근에 초대형선박이 크게 증가하고 있어 해양사고 발생 시 막대한 물적, 환경적 피해가 발생할 수 있으며, 이에 따라 선박조종의 중요성은 더욱 커지고 있다. IMO는 STCW 95 개정협약서를 통해서 해기사들이 시뮬레이터를 이용한 교육을 받도록 강제하고 있다. 그러나 Full Mission Ship Handling Simulator(FMSS)는 고가일 뿐만 아니라 사용하는 데에 제한이 많고, PC기반의 시뮬레이터는 서로 다른 사용자가 함께 시뮬레이션을 할 수 없다는 단점이 존재한다. 본 연구는 네트워크를 기반으로 두 사람이 각자의 PC를 이용하여 함께 시뮬레이션을 할 수 있도록 하여 FMSS와 PC기반의 시뮬레이터가 갖는 단점을 해결하고자 Nomoto 응답모델의 해석 및 수치계산과 레이더 기능 구현, 데이터통신 프로토콜 설계, Graphic User Interface(GUI) 구축 등을 통해 네트워크 기반의 시뮬레이터를 구현하였다. 그리고 개발된 시뮬레이터의 유효성을 검증하기 위해 한국선급, IMO의 선박조종성기준에 따라 시뮬레이션 결과와 한국해양대학교 한바다호의 실선시험결과를 비교·분석하였다. 항목별 시험결과를 정리하면 상대오차 범위는 0 ~ 32.1 %, 평균 13.7 % 이었으며, IMO 선박조종성기준을 모두 만족하였다.