• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.28-31
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• 2015

전기기기나 엔진의 축은 여러 가지 원인으로 축기전력이 발생한다. 이런 축과 베어링이 윤활유로 절연되어 있어 콘덴서를 이루고 있고, 콘덴서와 같은 역할로 기전력을 축적하고 있다. 이 축 기전력은 선체에 비해 극히 일부를 제외하고 +전압을 갖고 있다. 이 +전압이 축의 전기 스파크를 일으켜 부식을 야기 시킬 수 있다. 이 부식을 막기 위해 선박에서는 샤프트 그라운드 시스템을 설치하여 운용하고 있다. 이 축기전력을 측정은 프로펠러 축의 전압과 메인엔진의 회전수를 동시에 측정하였다. 측정장치는 내셔널인스트루먼트사의 24비트 A/D컨버터를 사용하여 측정하였고, 프로그램은 Lab View를 사용하였다. 본 논문은 축에 발생되는 기전력을 분석하였고, 분석결과를 이용하여 모델링을 하였다. 결과로 축기전력은 메인엔진의 회전수에 따라 비례하다가 일정회전수를 넘어가면 감소하는 경향을 보였다. 후진보다는 전진이 축기전력이 높은 결과를 얻었다. 전체기전력에 비하면 지구자기의 기전력은 미미하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.29-37
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• 1994

본 논문에서는 선박 추진축계의 정확한 임계속도 추정을 위한 모델링방법 및 해석방법을 제시하였다. 해석방법으로서는 전달행렬법을 사용하여 추진축의 임계속도 및 선회운동응답을 구하였다. 또한, Jasper식과 Panagopulos식 등과 같은 간이 추정식들의 타당성을 검증하기 위하여 수치계산을 수행하였다. 일반적인 선박 추진축계에 대한 수치계산 결과로부터 축의 임계속도는 저어널베어링의 위치 및 지지조건에 민감함을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.24-31
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• 1998

본 논문에서는 경사축에 의해 추진기의 후면에 형성되는 비대칭 후류를 모델링하였고 이를 사용하여 추진기에 발생하는 비정상력과 모멘트를 계산하였다. 또한 공동발생시 비대칭후류가 공동 형상에 미치는 영향을 계산, 검토하였다. 추진기의 비대칭 후류위치를 계산하기 위해 유입유동을 축방향, 접선방향 그리고 반경방향으로 나누고 축방향 유동만을 이용, 후류면에서 zero pressure jump 조건을 만족하는 대칭후류 위치를 계산한 후, 접선방향 및 반경방향의 유동을 추진기의 매회전 위치에서 계산하여 대칭 후류와의 선형 합을 통해 비대칭 후류위치를 계산하였다. 새로운 비대칭 후류모델을 비정상 공동중의 추진기에 적용하여 대칭후류모델의 결과 및 실험 결과와 비교하였다. 비교결과 비대칭 후류모델로부터 계산된 비정상력 및 모멘트가 대칭 후류모델로부터의 결과들 보다 실험치와 좋은 일치를 보임을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.83-90
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• 2015

육지와 도서를 연결하는 차도선은 교통수단 기능과 물자수송을 담당하는 중요한 역할을 하고 있다. 이에 따라 차도선의 효율성 증대와 안전성 향상 및 경제적 요건 등을 고려한 선박이 개발 중이다. 유럽에서는 승객의 편의성 및 경제성을 고려하여 양방향 차도선(Double-ended Car Ferry)의 개발이 활발히 진행 중이며 국내에서도 이에 대한 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 차도선 제작 시 축계의 제작 및 강도의 문제를 Campbell Diagram 및 Modal 해석을 통한 동특성 분석을 하였다. 이를 통하여 양방향 차도선의 추진 방향 및 후진 방향 축계 작동 시 공진 현상 및 위험속도를 분석 결과 안정성을 보인 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.26-35
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• 2003

Propellers operating in a given nonuniform ship wake generate unsteady loads leading to undesirable stern vibration problems. The skew is known to be the most proper and effective geometric parameter to control or reduce the fluctuating forces on the shaft. This paper assumes the skew profile as either a quadratic or a cubic function of the radius and determines the coefficients of the polynomial function by applying the simplex method. The method uses the converted unconstrained algorithm to solve the constrained minimization problem of 6-component shaft excitation forces. The propeller excitation was computed either by applying the two-dimensional gust theory for quick estimation or by the fully three-dimensional unsteady lifting surface theory in time domain for an accurate solution. A sample result demonstrates that the shaft forces can be further reduced through optimization from the original design.

• 대한조선학회지
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• 제22권1호
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• pp.38-44
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• 1985

A computer program was developed for the analysis of the coupled transverse vibrations of a multi-supported shaft system. The program, based on the theory of Transfer Matrix Method, was written including the system parameters such as the entrained water and gyroscopic effects of the propeller, the rigidity of bearing combined with the oil film effect, and the whirling frequency of the shaft. The program was used to calculate the resonance frequency of the shafting system of the ship Hanbada. The results show good agreement with the measured values. The results are also compared with those of F.E.M. from the comparison, it is found that both results agree well with each other.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.927-935
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• 2019

연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이 으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권3호
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• pp.138-144
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• 2013

New experimental devices and methods to measure shaft forces of ships are proposed in this paper. The strain gauge type six-component load cell was newly designed and installed to the end of the propeller shaft. The signals generated from the sensor in the propeller rotating are transferred to the new data amplifying and processing board on the shaft and the data is transmitted to the self-made wireless receiver. To find out the characteristics of shaft forces during port and starboard turning motions in sea trial, oblique and combined yaw maneuvering tests at straight, transient, maximum yaw rate, steady conditions were performed with the model ship installed the shaft forces measuring device using circular motion tester of Samsung Ship Model Basin. Characteristics of the measured shaft forces in model tests show quantitatively good agreement with the computed values obtained by the CFD programs using the measured wake data in oblique towing conditions. In the near future, It is hoped that the estimated shaft forces for a ship from this experimental method could be validated through comparison with directly measured values of a ship.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1495-1501
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• 2011

본 연구는 동력전달 장치인 추진축이 차량 주행중 상하운동에 따라 생기는 자재이음의 내구성에 대한 강도 해석을 하였다. 유니버설 조인트에서의 최대 등가 응력과 전변형량은 요크 부분에서 $1.3177{\times}10^3$Pa및 $3.6148{\times}10^{-4}$m로 크게 나타났다. 'SAE bracket', 'SAE transmission' 및 Sample history'의 불규칙 피로 하중들 중에서는 하중의 변화가 극심한 SAE bracket'의 경우가 사용 가능 수명이 15951 Cycle 정도로 가장 짧은 것을 볼 수가 있고 하중의 변화가 가장 완만한 Sample history'에서 사용가능 수명이 $2{\times}10^7$ Cycle 정도로 가장 긴 것을 알 수 있었다. 피로 하중의 빈도수로서는 SAE Bracket history'가 80% 정도로서 가장 높게 나타나 파손의 가능성이 큼을 알 수 있었고 Sample history'가 5%로서 가장 낮게 나타났다. 그리고 구속 조건을 가하여 한 Harmonic response 해석에서의 최대 변위는 58Hz에서 일어났다. 이러한 진동수에서의 최대 변위는 0.00261m가 되었다. 본 연구의 결과를 종합하여 동력전달 장치인 추진축에 응용한다면 그 파손 방지 및 내구성을 예측하는데 활용이 클 것으로 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권5호
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• pp.626-634
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• 1998

Controllable pitch propeller(CPP) is usually adopted for easy and effective engine controls of a ship in a port. Unfortunately the torsional vibration may occur by a certain variation of engine torque and the major resonance peak may exist within the maximum continuous rating(MCR) In these cases an additional stress concentration on the oil passages such as longitudinal slots notches and circular holes of an oil distributor shaft(ODS) occurs by the torsional vibration of the CPP shaft. In this paper an analysis for the fatigue limit of an ODS system of the 5S70MC engine in a crude oil carrier is done by applying FEM and empirical formulas. Furthermore the additional stress on the ODS is investigated by analyzing the torsional vibration of the shaft system and a control method in which a tuning damper is adopted is introduced in the case of the additional stress exceeds the fatigue limit. The validity of analysis method is verified by comparing the results acquired by an actual measurement of the vibratory torque for the above ODS