• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.161-166
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• 2002

Low-tension cables have been increasingly used in recent years due to deep-sea developments and the advent of synthetic cables. In the case of low-tension cables, large displacements may happen due to relatively small restoring forces of tension and thus the effects of fluid and geometric non-linearities become predominant. In this study, three-dimensional (3-D) dynamic behavior of a towed low-tension cable with non-uniform characteristics is numerically analyzed by considering fluid and geometric non-linearities and bending stiffness. A Fortran program is developed by employing a finite difference method. In the algorithm, an implicit time integration and Newton-Raphson iteration are adopted. For the calculation of huge size of matrices, block tri-diagonal matrix method is applied, which is much faster than the well-known Gauss-Jordan method in two point boundary value problems. Some case studies are carried out and the results of numerical simulations are compared with a in-house program of WHOI Cable with good agreements.

• 문화기술의 융합
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• 제10권4호
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• pp.473-481
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• 2024

본 논문은 윈치드럼과 함께 구성되어 있는 수중 케이블의 거동을 해석하기 위해 개발된 조출 모델링을 소개한다. 케이블의 수중 거동은 장력만 영향을 준다고 가정한다. 이러한 가정은 직진 거동을 하는 함정에 의해 예인되는 수중 케이블 거동을 해석하는데 적합하다. 수중 케이블은 절점 위치유한 요소법으로 차분한다. 이 수치기법은 기하학적 비선형성을 표현할 수 있기 때문에 대변형을 동반하는 수중 케이블의 거동 예측에 적합하다고 알려져 있다. 본 논문은 실제 역 실험에서 계측된 수중 예인케이블의 심도 정보를 활용하여 수치 기법의 타당성을 확보한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.28-37
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• 2002

본 연구에서는 저장력 예인케이블의 비선형 동적거동을 수치적으로 해석하였다. 고장력 케이블해석에서는 흔히 무시되는 굽힘강성의 효과가 저장력 케이블에서는 중요한 역할을 하므로 본 연구에서는 이를 고려하였다. 또한 저장력 케이블에서는 대변위가 발생하기 쉬우므로 기하학적인 비선형 및 유체 비선형 효과가 크므로 이를 고려하였다. 저장력 예인케이블에 대한 3차원 비선형 운동방정식을 수립하고 유한차분법을 적용하여 이산화 시켰다. 시간적분에 있어서 안정적인 해를 얻을 수 있는 음해법(implicit method)을 적용하였으며 비선형 해를 구하기 위하여 Newton-Raphson 반복법을 사용하였다. 케이블과 같이 양단경계조건을 갖고 대각선 주변 성분만 있는 행렬식을 계산하는 경우에는 Gauss-Jordan 방법 등과 같이 일반적인 방법 보다 블록삼중대각행렬 풀이법이 계산시간을 상당히 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 몇 가지 예제해석을 수행하였으며 실해역 실험결과에 의해 이미 검증되어 있는 케이블 해석프로그램인 WHOI Cable 프로그램의 해석결과와 비교 검토한 결과 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.437-446
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• 2011

Performance of array sonars towed underwater is limited due to the self-noise induced mainly by the strumming vibration of the towing cable and also turbulent flow around the acoustic sensor module. The vibration of the towing cable generates axisymmetric waves that propagate along the acoustic module of the array sonar and produce self-noise. The present study aims to investigate the characteristics of the self-noise induced by the axisymmetric vibrations of the acoustic module. The waves of interest are the bulge and extensional waves propagating along the fluid-filled elastic hose. Dispersion relations of these waves are predicted by means of the numerical simulation to evaluate the wave speeds. The self-noise induced by the axisymmetric waves are formulated taking into account the damping of the elastic hose and the effect of the damping is investigated.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.222-227
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• 2000

"Side scan sonar" using acoustic signal has been developed to survey cable laying, sunken bodie\ulcorner bottom and so on. It use the acoustic signals, which are emitted from two transducer arrays, to get gemetri\ulcorner target area. This system consists of transceiver board, towed body, and deck unit. The transceiver board, w\ulcorner watertight canister of the towed body, controls the transmitting and receiving of 400kHz acoustic signals from \ulcorner After receiving the scattered signals, it processes the filtering, AGF(Automatic Gain Control), TVG(Time Heterodyne. The deck unit is composed of the signal processing part, A/D converter, power supplier, and real\ulcorner And the towed body has been designed to satisfy the optimal hydrodynamic behavior during towing. The de\ulcorner theory of transceiving part and some results from field-experiments will be introduced here.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.55-60
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• 2004

In this study, the configuration and tension of a towing cable for side-scan sonar are predicted in an ambient flow and at an unsteady towing condition. The governing equation of three-dimensional dynamic analysis for a flexible cable is solved using a finite difference method. We successfully predict the configuration and tension of a side-scan sonar and designed the towing system. It is found in static analyses that the side-scan sonar must be towed to keep a its stable depth at a reasonable speed. The study also reveals in the transient analyses that the dominant component affecting the top tension is the tangential drag force for the larger towing speed than the critical speed, and the self weight of a towed instrument for the smaller towing speed than. It should be maneuvered for a towing vessel with good consideration for the impact effect in a cable due to tension peak when a towing speed is suddenly increase. The developed program can be applicable for three-dimensional dynamic analysis of a towing system for various marine survey instruments.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권2호
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• pp.203-209
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• 2003

본 연구에서는 해양탐사장비를 예인하는 예인케이블에 관한 3차원 동적해석을 수행하였다. 해양케이블에 관한 지배방정식 중에서 굽힘강성 성분도 포함되는 보다 일반적인 지배방정식을 사용하였으며, 지배방정식은 3차원 비선형, 연성방정식이다. 예인선박의 예인속도와 측면주사음탐기의 중량에 따라서 예인단에서 발생하는 장력을 추정하였으며, 임의의 시간에 대한 케이블의 전체형상을 추정하였다. 정적해석결과를 통하여 특정한 수심에서 해양탐사장비를 예인할 때 예인속도를 잘못 조절한다면 관측장비가 해저면 바닥에 닿아서 탐사장비를 손실할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 다양한 예인속도에 따른 예인단에서 장력의 변화를 살펴보았는데, 이를 통하여 예인단 장력은 예인속도가 임계속도보다 클 때는 접선하중성분이 지배적이고 작을 때는 자중효과가 지배적으로 나타난다는 것을 알 수 있었다. 또한 속도가 변하는 천이영역에서는 장력의 피크가 나타났으며 이것은 케이블에 충격력 효과로 작용할 수 있으므로 예인선박 운용에 이를 잘 고려해야 할 것이다. 본 연구결과는 다양한 해양탐사장비의 예인문제에 적용할 수 있을 것이다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제19권2호
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• pp.155-162
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• 2016

TASS(Towed Array Sonar System) is a sonar system which tows the sensor array behind a platform. Array shape is generally assumed to be a straight line. But the array shape is often distorted by oceanic current or platform maneuvering which causes the performance loss of signal processing method like beamforming. So array shape estimation methods are needed. Typically the method based on Kalman filter using heading sensor is used. In practice, the measurement is corrupted by biases which are caused by rotation of the tow cable, varying magnetic fields and slowly varying stresses in the mechanical construction. Although they can't be calibrated but can be estimated. In this paper, we suggest the array shape estimation method based on Kalman filter compensating the sensor biases.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.156-159
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• 2001

Recently, side scan sonar system has been developed and operated to survey cable laying, sunken bodies, geometry of sea bottom and so on. It uses the acoustic signals, which are emitted from two transducer arrays, left and right sides, to get geometric information of the specified area. This system consists of transceiver board, towed body, deck unit and GPS receiver. The transceiver board, nested in a watertight canister, controls the transmitting and receiving of the acoustic pulses from transducer arrays. After receiving the scattered signals, it processes BP(Band Pass) filtering, AGC(Automatic Gain Control), TVG(Time Varying Gain) and Heterodyne. The deck init has the signal processing part, A/D converter, power supplier, and real-time monitoring part. The towed body has been designed to satisfy the optimal hydrodynamic behavior during towing, In this paper, brief introductions on the design theory of transceiving part and some results from the field which have been operated recently will be introduced.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.243-250
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• 2014

유도체의 발사로 인해 스풀로부터 풀리는 광 케이블은 모함과의 통신을 통해 작전 수행 능력을 향상시키는 역할을 한다. 일반적으로 광 케이블의 풀림은 거동의 안정성 확보 및 풀림 불량 방지를 위하여 수중에서 진행된다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통해 스풀로부터 풀리는 광 케이블의 거동특성을 확보하고 이를 풀림 거동 해석 결과와 비교함으로써 해석의 신뢰성을 검증한다. 실험 장치의 구성은 수조와 감김 장치로 구성되며, 고속카메라를 통해 케이블의 풀림 거동을 촬영하였다. 해석결과를 제시하기 위한 과도 상태 운동 방정식은 직교 좌표계를 사용하여 정의한 뒤, 실험 결과와의 비교를 통해 해석 결과의 타당성을 검증하였으며, 풀림 속도의 증가에 따른 풀림 거동을 예측하였다.