his study discusses the design of an automatic berthing control algorithm for ships with a haw thruster and a stern thruster, as well as a rudder. A nonlinear mathematical model for the law speed maneuvering of ships was used to design a MIMO (multi-input multi-output) nonlinear control algorithm. The algorithm consists of two parts, the forward velocity control and heading angle control. The control algorithm was designed based on the longitudinal and yaw dynamic models of ships. The desired heading angle was obtained by the so-called "Line of Sight" method. An optimal control force allocation method forthe rudder and the thrusters is suggested. The nonlinear control algorithm was tested by numerical simulations using MATLAB, and showed good tracking performance.
실습선 한바다호는 수면 상부의 구조물이 상대적으로 큰 선형으로 풍압력의 영향을 크게 받아 압류나 회두와 같은 현상이 비교적 크게 나타나고, 특히 접이안 또는 항내에서 저속으로 운항할 경우 이러한 외력의 영향이 현저하게 작용한다. 본 논문에서는 파도가 충분히 발달되지 않은 항내 조선을 전제로 한바다호의 풍압력과 풍압모우멘트를 산출하여 상대 풍향과 풍속에 따른 표류각과 대응 타각을 분석하였다. 또한, 실습선 한바다호의 접이안시 예인선의 소요마력 결정을 선체에 작용하는 풍압력을 기초로 산출하였고, Bow Thruster를 이용한 접이안 가능 최대 풍속을 제시하였다. 연구 결과는 풍압력이 크게 작용하는 대형선의 항내조선과 예인선 운용에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
선박에서 제어판를 가지는 주요목적은 선박의 운동을 제어하는 것이다. 제어판은 단동타나 고종판에 이동할 수 있는 부분을 혼합하여 사용되는 것으로 구성되어있다. 제어판은 이런 목적에 맞게 수행될 수 있는 고유의 기능을 가지고, 이는 유체와 관련된 방향과 운동의 결과로 제어력을 증가시키는 것이다. 힘과 운동은 회전과 영각의 결과로서 발생하고, 선박의 조종특성을 결정한다. 본 연구에서는 플랩타의 2차원 단면에 대한 연구를 수행하였다. 플랩타의 유통특성을 파악하기 위하여 각각의 영각과 플랩각을 변화시켜가며 모형실험을 수행하였으며, 유통장내의 속도분포를 얻기 위하여 PIV계측기법 중 동일입자 추적법의 하나인 2프레림 입자추적법을 사용하였다. 모델실험은 $Re=2.8\times10^4$에서 수행하였으며, 계측된 결과들을 서로 비교하였다.
선박의 조종성능을 정확히 평가하기 위해서 지난 약 10년간 각종모형시험이 수행되었다. 그러나 수학모델에 나타나는 변수들은 너무 다양하고, 복잡한 특성을 나타내기 때문에 아직까지 설계분야에 직접 사용할 수 있는 유용한 형태가 구축되지 않았다. 본 연구에서는, 이 수학모델에서 가장 중요한 변수인 프로펠러에서의 유효반류계수($1-{\omega}_P$)와, 유효타각 $\delta_R(\beta_R)$)을 회류수조에서 조사하였다. 모델은 설계속도와 저속에서 각각 실험이 이루어졌고, 흘수 또한 만재상태와 밸러스트상태에서 실시되었다. 프로펠러 추력과 타직압력은 주어진 사항각과 프로펠러 회전수에서 측정되었다. 이 추력은 유효유입속도나 유입방향의 해석에 사용된다.
This paper deals with effect of wind forces and moment acting on the training ship SAE NUR/. The results of drift angle and counter rudder angle due to wind effect are calculated by using the static equilibrium method especially with nonlinear mathematical expression, and then the critical wind velocity is found out. The given results am be applied directly to T/S SAE NURI in handling under the wind condition and used for merchant ships as a referential tool.
A coastwise chemical tanker sailing at full speed has capsized in calm water and whole turing. In the precious paper, we investigated reasons of the accident by demonstrating the proper correction for the free surface effect of the liquid cargo and the bow-sinkage effect. In this paper, we also carry out model experiments of a transverse pressure under the seawater and an outward heel moment according to the heel angle and rudder angle, on the basis of radius of turning circle, ship's speed and drift angle of model ship occurring in turning. It is also shown that the flooding of seawater onto the deck occurring in turning generated a significant outward heel moment and the vertical distance between the center of gravity of the ship and the renter of lateral water drag.
This paper deals with effect of wind forces and moment acting on the training ship SAE NURI. The results of drift angle and counter rudder angle due to wind effect are calculated by using the static equilibrium method especially with nonlinear mathematical expression, and then the critical wind velocity is found out. The given results can be applied directly to T/S SAE NURI in handling under the wind condition and used for merchant ships as a referential tool.
This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist in the avoidance of collision and in operation of ships to evaluate the maneuverability of research vessel Jera. Authors carried out full-scale sea trials for turning test, zig-zag test, and spiral test at actual sea-going condition, which were performed on starboard and port sides with 10-20 rudder angle at service speed of 10 knots. The turning circle was much different at both of the turning of port and starboard which was longer at the starboard than at the port. In the zig-zag test results, the port and starboard was $10^{\circ}$ the first and second overshoot angles were $6.0^{\circ}$, $5.8^{\circ}$ and $6.3^{\circ}$, $7.1^{\circ}$ respectively and the first overshoot angles were $16.4^{\circ}$, $17.6^{\circ}$ when using $20^{\circ}$. Her maneuverability index T and N can be easily determined by using an analogue computer with the data obtained from the zig-zag tests where K is a constant representing the turning ability and T is a constant representing her quick response. In the zig-zag tests under $10^{\circ}$ or $20^{\circ}$ at rudder angle, the value K is 0.149. 0.123 sec- and T is 11.853 and 6.193 sec and angular velocity is $0.937^{\circ}/sec$ and $1.636^{\circ}/sec$. In the spiral test, the loop width was unstable at $+0.51^{\circ}$ and $-1.19^{\circ}$ around the midship of rudder, but the tangent line at $0^{\circ}$ was close to vertical. From the sea trial results, we found that she did comply with the present criterion in the standards of maneuverability of IMO.
군산대학교 실습선 해림 3호의 조종성능을 파악하기 n이하여 GPS 보다 그 측립정도가 더 높은 DGPS를 이용하여 종회권 측정을 행하고, 이를 재래식 측정방법인 부표방입반법과 비교 검토하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. DGPS에 의한 선회권측정의 정도를 파악하기 위하여 육상에서 50m의 선회시험을 행한 결과 측위오차는 1.5m 이내 였다. 2. DGPS에 의한 선회권측정은 속력별, 타각별, 좌우선회별로 각각 그 특성이 잘 나타낼 수 있도록 정확하게 측정 할 수 있었다. 3. 부표방위반법에 의한 선회권측정은 타각을 크게 하여 그 선회권이 작을 때는 DGPS의 것과 같이 비교적 정확하게 측정할 수 있으나, 타각을 작게하여 선회권이 클 때는 방위오차가 크기 때문에 정확하게 측정할 수 없었다. 4. DGPS에 의한 해림 3호의 선회경(DT)은 타각 35。~5。일 때, 미속에서는 선박의 수선간장 (Lpp)상의 2.6~15.0배, 반속에서는 2.8~16.6배, 전속에서는 3.1~17.4배로 나타났었고, 부표방위반법에 의한 선회경은 각각 2.4~9.5배, 2.6~9.6배, 3.2~12.2배로 나타났었다
본 연구는 강조류 해역을 통과하는 선박의 해양사고를 방지하기 위해 안전한 항행속력과 적절한 통과시기를 제시하였다. 이 자료의 해석을 위하여 2010년 7월 12일부터 15일까지 명량수도를 대상으로 통과선박의 AIS 데이터 수집과 2010년 9월 4일 현장조사를 실시하였고, 여기서 수집된 자료를 바탕으로 최소항행속력(minimum navigation speed)과 여유 제어력을 감안한 적정항행속력(optimum navigation speed), 조류속력별 대응타각(respond rudder angle)을 산출하였다. 또한 조위와 조류속력 데이터를 분석해 안전한 통과시기를 제시하였다. 이 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. (1) 조류의 유속이 4.4 kn 이상이 되면 선박의 타만으론 자력 조선이 불가능하다. (2) 강한 조류에 의해 발생되는 유압력과 회두모멘트에 대응하기 위해서는 최소항행속력은 조류의 2.3배, 적정항행속력은 조류의 4.0배 이상이어야 한다. (3)사리 기간 중 명량수도 적정 통과 시기는 고 저조시간 1시간 전부터 최소 30분 전까지이며 고 저조가 된 이후 5시간 동안은 4 kn 이상의 유속이 남아있는 시간으로 이 지역 항해를 자제해야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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