• 제목/요약/키워드: vessel motions

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능동형 횡동요 저감 장치를 이용한 선박운동제어 시뮬레이션 (Simulation of Vessel Motion Control by Anti-Rolling Tank)

  • 김경성;이병혁
    • 한국해양공학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.440-446
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    • 2018
  • The effects of an anti-rolling tank (ART) on vessel motions were numerically investigated. The potential-based BEM vessel motion simulation program and particle-based computational fluid dynamics program were dynamically coupled and used to perform a simulation of vessel motions with ART. From the time domain simulation results, the response amplitude operators for sway and roll motions were obtained and compared with the corresponding experimental and numerical results. Because the main purpose of ART was only to reduce roll motions, it was important to show that the natural properties of a floating vessel were not changed by the effects of ART. Various ART filling ratios and several ART positions were considered. In conclusion, ART only reduced the roll motion regardless of its filling ratio and position.

탱크 내 격벽에 의한 간극 변화가 선박 운동에 미치는 영향 연구 (A Study of Sloshing Tank on Vessel Motions with Various Baffle Clearance)

  • 김경성;유선진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.796-802
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    • 2018
  • 선박의 유체 저장 탱크 내부의 적재용량에 의한 선박 운동 고유 특성의 변화는 많은 실험 과 연구를 통해 밝혀졌다. 또한 이러한 현상에 의한 선박 운동 특성 변화를 최소화하기 위한 장치는 지속적으로 연구 및 개발되고 있으며, 특히 횡동요 운동에 대한 저감효과에 대한 부분이 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 장치 중 하나인 저장탱크 내부의 격벽에 의한 횡동요 저감장치의 길이 변화에 따른 간극의 변화에 의한 선박 운동의 변화를 수치 시뮬레이션 하였다. 본 연구를 위해 경계요소법 기반의 부유체 운동 프로그램과 입자법 기반의 전산유체역학 프로그램이 동적 연성된 프로그램을 사용하였으며, 동적 연성된 프로그램은 동일 실험과의 비교를 통해 검증하였다. 검증된 프로그램은 격벽의 길이를 달리하여 간극에 변화를 준 다양한 경우에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 액체 저장률의 변화 및 액체 탱크 내부의 격벽에 의한 간극의 차이에 의해 선박 운동 특성이 변화함을 응답 진폭 함수의 비교를 통해 확인하였다. 주목할 만한 결과로써 적재용량에 따라 변화하는 선박의 운동 특성이 간극을 조정함으로써 동일한 선박 특성을 가지게 됨을 확인하였으며, 이는 격벽에 의한 간극의 조종을 통한 선박 운동 제어가 가능함을 보여준다. 추후 격벽의 수 및 각기 다른 길이를 가진 격벽에 의한 연구를 수행하여 격벽 길이 조정을 통한 선박 운동 특성 제어에 대한 연구를 수행할 계획이다.

칼만필터를 이용한 부유체운동의 최적제어 (Optimal Control of Dynamic Positioned Vessel Using Kalman Filtering Techniques)

  • 이판묵;이상무;홍사영
    • 한국해양공학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.37-45
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    • 1988
  • A dynamically positioned vessel must be capable of maintaining a specified position and direction by controlling the thruster devices. The motions of a vessel are often assuned to tne sum of low frequency(LF)motions and high frequency(HF)motions. The former is mainly due to wind, current and second order wave forces, while the latter is mainly due to first order wave forces. In order to avoid the high frequency thruser modulation, the control system must include filters to estimate the low frequency motions from the measured motion signals, This paper presents a control system based on Kalman filtering technique and optimal control tyeory. Using the combined kalmam filter, LF motion estimates and HF ones are achieved from the motion measurement of the vessel. The estimated low frequency motions are used as inputs to the dynamic positioning system. The thruster modulation is minimized using the optimal control theory; Linear Quadratic Gaussian(LQG)controller. The performances of the Kalman filter and the dynamic positioned vessel are investigated by computer simulation.

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파랑 및 부유체 운동을 고려한 세장해양구조물의 동적 거동 해석 (Dynamic Response Analysis of Slender Marine Structures under Vessel Motion and Regular Waves)

  • Chung Son Ryu;Michael Isaacson
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.64-72
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    • 1998
  • 해저자원개발에 사용되는 riser나 TLP의 인장각과 같은 세장해양구조물의 파랑 및 상단부유체의 운동에 대한 동적거동해석을 수행하였다. 구조부재의 유한요소모델을 사용한 수치해석기법을 개발하고 규칙파에 대한 시간영역해석을 수행하였다. 본 연구는 상단부유체의 수평 및 수직운동이 구조물의 횡방향거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 특히 부유체 수직운동의 영향을 주로하여 패러미터연구를 수행하였다. 수심, 파랑조건 그리고 부유체운동 등 여러경우에 대한 구조물의 변의, 휨응력을 비교검토하였고, 이 해석을 통하여 부유체의 수직운동에 의한 시간변화 인장력으로 야기되는 불안정조건을 검토하였다. 예제해석결과, 부유체의 수평 및 수직운동의 상호작용으로 riser의 동적응답이 증폭되었다. TLP 인장각의 경우 부유체의 수직운동효과가 구조물의 거동에 상당히 크게 작용하는 것으로 나타났다.

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A Study on the Method of Safe Shiphandling in Violently Rough Sea by Typoon or Hurricane

  • Lee, Chun-Ki
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.123-129
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    • 2010
  • The object of this study is to develop the method of safe conducting of a vessel through stormy sea when we encounter typoon or hurricane on ocean. The scope of investigation in this paper will be limited to safe maneuvering related only with rolling motions of a vessel. The processes of investigations are as follows; Firstly, we decide a CPA(Closest Point of Approach) with the center of the storm and decide significant wave height($H_{1/3}$) by SMB method and then calculate wave height of the highest of 1000 waves($H_{1/1000}$) and other data. Secondly, we make mathematical model of rolling motions of the vessel on the stormy sea and calculate the biggest rolling angle of the vessel and etc. Thirdly, we decide the most safe maneuvering method to ride out the stormy sea. By the above mentioned method we are able to calculate the status of the stormy sea and ships motions to be encountered and ride out safely through violently rough sea.

미소혈관 내 백혈구 운동의 검출법 (Detection Method of Leukocyte Motions in a Microvessel)

  • 김응규
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.128-134
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    • 2014
  • 본 연구에서는 시공간 영상 해석을 이용한 미소혈관내 백혈구 운동의 검출 방법을 제안한다. 혈관벽에 부착하는 백혈구 운동은 영상내 혈관벽의 윤곽선을 따라 움직이는 것으로 시각화될 수 있다. 제안 방법에서 백혈구는 혈관벽의 윤곽선을 따라 움직인다는 구속조건을 사용하며 시공간 영상 해석방법의 사용에 의해 백혈구 운동을 검출한다. 생성된 시공간 영상은 특수한 목적의 방향 선택 필터에 의해 처리되고 후속의 분류처리가 행해진다. 이 후속의 분류처리는 단순한 임계값 및 윤곽선 처리에 의해 획득된 모든 성분중에서 백혈구 궤적 성분을 선택하고 분류한다. 실험 결과, 제안 방법은 복수개의 백혈구 흔적이 서로 교차할 때에도 백혈구 운동을 안정하게 검출할 수 있음을 보여준다.

뉴턴유체와 혈액의 맥동유동시 탄성혈관의 운동이 벽면전단응력분포에 미치는 영향 (Effects of Elastic Blood Vessel Motions on the Wall Shear Stresses for Pulsatile Flow of a Newtonian Fluid and Blood)

  • 노형운;김재수;박길문;서상호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.318-323
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    • 2001
  • Characteristics of the pulsatile flow in a 3-dimensional elastic blood vessel are investigated to understand the blood flow phenomena in the human body arteries. In this study, a model for the elastic blood vessel is proposed. The finite volume prediction is used to analyse the pulsatile flow in the elastic blood vessel. Variations of the pressure, velocity and wall shear stress of the pulsatile flow in the elastic blood vessel are obtained. The magnitudes of the velocity waveforms in the elastic blood vessel model are larger than those in the rigid blood vessel model. The wall shear stresses on the elastic vessel vary with the blood vessel motions. Amplitude indices of the wall shear stress for blood in the elastic blood vessel are $4\sim5$ times larger than those of the Newtonian fluid. As the phase angle increased, point of the phase angle is are moved forward and the wall shear stresses are increased for blood and the Newtonian fluid.

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Effects of vessel-pipe coupled dynamics on the discharged CO2 behavior for CO2 sequestration

  • Bakti, Farid P.;Kim, Moo-Hyun
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제10권3호
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    • pp.317-332
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    • 2020
  • This study examines the behaviors and properties of discharged liquid CO2 from a long elastic pipe moving with a vessel for the oceanic CO2 sequestration by considering pipe dynamics and vessel motions. The coupled vessel-pipe dynamic analysis for a typical configuration is done in the frequency and time domain using the ORCAFLEX program. The system's characteristics, such as vessel RAOs and pipe-axial-velocity transfer function, are identified by applying a broadband white noise wave spectrum to the vessel-pipe dynamic system. The frequency shift of the vessel's RAO due to the encounter-frequency effect is also investigated through the system identification method. Additionally, the time histories of the tip-of-pipe velocities, along with the corresponding discharged droplet size and Weber numbers, are generated for two different sea states. The comparison between the stiff non-oscillating pipe with the flexible oscillating pipe shows the effect of the vessel and pipe dynamics to the discharged CO2 droplet size and Weber number. The pipe's axial-mode resonance is the leading cause of the fluctuation of the discharged CO2 properties. The significant variation of the discharged CO2 properties observed in this study shows the importance of considering the vessel-pipe motions when designing oceanic CO2 sequestration strategy, including suitable sequestration locations, discharge rate, towing speed, and sea states.

Study for Effects of Sloshing Effect Reduction Device on Vessel Motion

  • Kim, Kyung Sung;Kim, Moo Hyun
    • Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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    • 제3권3호
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    • pp.149-157
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    • 2017
  • Since sloshing effects influences ship motions including floater's natural frequencies. The significant factors changing ship motions are inner liquid impact loads and inertia forces and moments with respect to its filling ratio. This means that changing sloshing loads with sloshing effects reduction device (SERD) may control ship motions. In this regard, conceptual model for adjustable SERD was suggested by authors and then implanted into fully coupled program between vessel motion and sloshing. By changing clearances of baffles in the inner tank which were component of SERD, then the roll RAOs from each case were obtained. It is revealed that using well-controlled SERD can maintain natural frequencies of floater even inner tank has different filling ratio.

굴곡된 협수로에서 자력조선에 의한 VLCC 의 조종특성에 관한 연구 (A Study on the Maneuvering Characteristics of a VLCC by Using of her Control Surface In a Curved Narrow Channel)

  • 윤점동;이춘기;허용범
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 1998년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.101-110
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    • 1998
  • The safe passing maneuver of a large vessel along the designed course through a narrow channel in the flow of strong current is greatly related with her maneuvering characteristics. This paper treats maneuvering characteristic of a large vessel changing her course with the use of her control surface in a narrow channel with strong current. In this paper, the author proposed mathematical models of calculating maneuvering motions of the very large LNG tanker altering course using her control surface and calculated passing tracks of the vessel through the channel and compared the calculated results with those of maneuvering simulations by a desk-top simulator. In general the motions with the calculated values and the simulated motions are well coincided with each other.

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