• 수산해양기술연구
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• 제38권3호
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• pp.226-233
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• 2002

불규칙 해면에 있어서 선미식 트롤선의 추파중의 선체 응답의 특성을 얻기 위하여 3척의 실선운동을 해상에서 계측하고, 이것을 통계적 방법과 이론적인 방법을 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 각 선박의 종동요의 응답의 에너지분포는 추파와 추사파에서 모두 대체로 낮으며, 특히 선박의 크기가 클수록 매우 낮았다 응답스펙트럼의 대역폭은 모두 넓은 편이며, 응답 peak의 주기는 분명하지 않으며, 한 개 이상 나타나는 때도 있다. 2. 각 선박의 횡동요 응답의 에너지 분포는 추파와 추사파에서 모두 크며, 특히 소형선에서는 매우 크다. 응답스펙트럼의 대역폭은 종동요의 응답에 비해 비교적 좁은 편이며, 응답의 peak 주기는 분명하고 한개만 나타난다. 3. 실선실험과 이론계산에 의한 세 선박의 추파와 추사파 중의 종동요와 횡동요응답의 크기와 peak주기는 대체로 양자가 잘 일치하고 있는 것으로 나타나고 있다. 따라서 이론추정치로부터 어선의 응답특성을 평가하는데 큰 문제는 없는 것으로 생각된다. 4. 소형선의 경우 종동요 응답만 고려하면 선미쪽으로 파를 받는 것이 유리하나, 횡동요의 경우에는 오히려 불리하게 되므로 선미쪽으로 파를 받는 경우에는 유의파고와 평균파주기에 따른 자선의 복원성을 고려하는 등 안전에 보다 세심한 주의가 필요하다. 이상과 같이 추파와 추사파 중 선박 크기에 따른 종동요와 횡동요의 응답 특성을 고찰해 보았으나, 이 결과는 제한된 해상의 조건에서 얻어진 것이므로 어선의 일반적인 응답 특성을 도출해내기 위해서는 보다 다양한 해상 조건과 선박을 이용하여 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.955-964
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• 2022

최근 5년간 국내에서 발생한 해양사고를 선박용도별로 살펴보면 어선이 67.1%(10,211척)를 차지하고 있으며, 어선에 의한 해양사고는 2016년 1,646건에서 2020년 2,100건으로 매년 증가하고 있다. 특히 최근 5년간 발생한 378건의 전복사고 중 어선의 전복사고가 252건으로 66.7%의 높은 비중을 차지하고 있어 이에 따른 대책 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 어선 제66풍성호의 전복사고의 원인 규명을 위해 복원성 및 해수 유입경로 등의 자료 수집과 풍성호에 설치된 방수구, 추가 갑판 및 바람막이 등이 복원성에 미치는 영향을 정량적으로 분석 후 전복사고의 대응 방안을 제시하였다. 복원성에 영향을 주는 요인으로 풍성호에 설치된 추가 갑판, 바람막이, 방수구가 초기 횡경사를 일으키고, 복원성을 악화시키며 어선구조기준을 충족시키지 못할 뿐만 아니라 풍성호의 선형 특성 등으로 인해 복원성을 약화 시키는 것으로 분석되었다. 사고 당시의 복원성을 추정하기 위해 어로작업 시점의 복원성과 해상 상태 변화에 따른 해수 유입량 및 이에 따른 동요 상황, 그리고 선체 요인에 의한 복원성 변화를 계산하였다. 그 결과, 어로작업의 시점에서는 최소 GoM을 모두 만족하였으나 최대파고 4m에서 복원이 불가하였으며, 선체 경사에 따른 해수 유입, 동요의 영향에 의해 최대파고 4m 상태에서 최소 GoM을 만족하지 못하는 것으로 분석되었다. 그러나, 풍성호의 복원성에 영향을 미치는 요인 중 추가 갑판과 바람막이 설치를 제외한다면 최소 GoM을 만족하는 것으로 분석되었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.161-172
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• 2024

Approximately 89% of all capsizing accidents involve small vessels, and despite their relatively high accident rates, small vessels are not subject to ship stability regulations. Small vessels, where the provision of essential basic design documents for stability calculations is omitted, face challenges in directly calculating their stability. In this study, considering that the majority of domestic coastal small vessels are of the Chine-type design, the goal is to establish the major hull form characteristic data of vessels, which can be identified from design documents such as the general arrangement drawing, as input data. Through the application of a deep learning approach, specifically a multilayer neural network structure, we aim to infer hydrostatic curves, operational draft ranges, and more. The ultimate goal is to confirm the possibility of directly calculating the initial stability of small vessels.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.264-274
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• 2020

로로 페리선은 급선회 시 선박의 선미부 객실의 증개축으로 인한 무게중심 상승, 과도한 화물적재, 발라스트 부족 등으로 인한 복원성 결여 및 고박 부실 등의 여러 가지 원인으로 전복되어 해저에 침몰하였다. 이 연구의 목적은 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction; FSI) 해석기법을 이용하여 급선회에 따른 빠른 침수 및 전복에 이어 침몰사고로 진척된 원인을 과학적이고 정확하게 규명하고 분석하는 것이다. 이를 위해 사고 당시의 동영상과 사진들을 분석하여 시간에 따른 선박의 정확한 자세를 구현하고, 이에 따른 화물 이동과 선체 외부의 해수 유입구와 선체 내부에서의 유입된 해수의 이동 경로에 따른 해수 유입량을 실선 부양 시뮬레이션 및 유체정역학적 특성치 프로그램을 사용하여 정확히 검증하여 실선 침수·침몰 시뮬레이션을 수행하여 사고원인을 정확하고 객관적으로 규명하고자 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.324-331
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• 2024

초대형 자동차운반선(LCTC)의 높이는 선저에서 조타실까지 약 44~46m에 이르며, 자동차운반선이 대형화될수록 상부 무게가 하부 무게보다 무거운 중두선의 특징을 가진다. 이 연구는 선회 중 전도한 자동차운반선 골든 레이호(G호)의 최대 외방경사각을 추정하여 사고 원인 규명과 유사사고 방지에 목적이 있다. 이론식으로 계산된 최대 외방경사각은 GM이 +3.0m 이상 상황에서 7.5°(19kn, 타각 35°), GM이 +1.85m인 상황에서 16.7°였다. 실험에 의한 수정식으로 계산한 최대 외방경사각은 GM이 +3.0m 이상 상황에서 10.5°(19kn, 타각 35°), GM이 +1.85m인 상황에서 23.3°를 보였다. G호는 전도사고 당시 도선사의 지시에 따라 속력 13kn, 우현 타각(10°→20°)을 사용하여 침로 038°(T)에서 105°(T)로 변침 중이었다. 이 때 최대 외방경사각은 좌현으로 7.8° 내지 10.9°로 추정된다. 평상 시 외방경사각보다 2.2배 높은 수치이다. 화물선의 최소 GoM은 IS coded에서 +0.15m 이상을 요구하고 있다. 전도된 G호도 +1.72m GoM을 확보하고 있었다. GoM에 대한 기준 미달이 전도의 원인이 아니라, 선회 중 횡경사 모멘트에 대응할 수 있는 충분한 GoM을 확보하지 않아 전도된 것이다. 이 연구는 중앙해양안전심판원과 USCG의 사고 조사 결과를 뒷받침한다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권6호
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• pp.518-525
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• 2019

Recently, the Sub-Committee on SDC (Ship Design and Construction) of IMO have discussed actively the technical issues associated with the second-generation intact stability criteria of ships. Generally, second generation intact stability criteria refer to vulnerability five modes ship stability which occurs when the ship navigating in rough seas. As waves passes the ship, dynamic roll motion phenomenon will affect ship stability that may lead to capsizing. Multi-tiered approach for second generation of intact stability criteria of IMO instruments covers apply for all ships. Each ship is checked for vulnerability to pure loss of stability, parametric roll, and broaching/surf-riding phenomena using L1(level 1) vulnerability criteria. If a possible vulnerability is detected, then the L2(level 2) criteria is used, followed by direct stability assessment, if necessary. In this study, we propose a new method to verify the criteria of the surf-riding/broaching mode of small ships. In case, L1 vulnerability criteria is not satisfied based on the relatively simple calculation using the Froude number, we presented the calculation code for the L2 criteria considering the hydrodynamics in waves to perform the more complicated calculation. Then the vulnerability criteria were reviewed based on the data for a given ship. The value of C, which is the probability of the vulnerability criteria for surf-riding/broaching, was calculated. The criteria value C is considered in new approach method using the Froude-Krylov force and the diffraction force. The result shows lower values when considering both the Froude-rylov force and the diffraction force than with only the Froude-Krylov force was considered. This difference means that when dynamic roll motion of ship, more exact wave force needs considered for second generation intact stability criteria This result will contribute to basic ship design process according to the IMO Second-Generation Intact Stability Criteria.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.922-930
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• 2020

지난 10년간 복원력 상실에 의한 어선의 해양사고가 지속해서 증가하고 있으며, 갑작스러운 강풍이 주요 원인으로 지적되고 있다. 이러한 강풍에도 견딜 수 있는 어선의 운동·조종성능을 확보하기 위해서는 정밀한 풍하중 예측 기법이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용한 어선의 풍하중 평가기법을 개발하고자 한다. 특히, 고도 변화에 따라 풍속이 변화하는 계산환경을 모사하여 그 결과를 균일한 속도분포를 가정한 수치해석 결과와 비교 분석하고자 한다. 본 연구에서는 0-180°까지 15° 간격으로 13개의 방향에 대해 풍하중을 계산하였으며, 계산에 사용된 메쉬 모델은 메쉬 의존성 시험을 수행하여 개발하였다. 전산수치해석은 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+(Ver. 13.06)와 k-ω 난류 모델을 이용하여 정상상태(Steady State) 유동해석을 수행하였다. 수치해석결과를 간략히 살펴보면 Surge, Sway 및 Heave에서 39.5 %, 41.6 % 및 46.1 % 풍하중이 감소하였으며 Roll, Pitch 및 Yaw에서 48.2 %, 50.6 % 및 36.5 % 감소하였다. 결론적으로 본 연구에서는 고도에 따른 풍속 변화 모델을 통해 기존보다 정밀한 수준의 풍하중 추정이 가능한 것을 확인하였으며, 그 결과가 선박의 풍하중 추정 평가기법 발전에 이바지하길 기대한다.

• 대한조선학회지
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• 제61권1호
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• pp.16-29
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• 2024

2014년 4월 18일 오전 8시 48분경 전라남도 병풍도 인근 해역에서 세월호는 전복된 후 침몰하였다. 사고 당시 이 배에는 승객 443명과 선원 및 승무원 33명 모두 476명이 타고 있었고, 이 중 미수습자 5명을 포함하여304명이 생명을 잃었다. 그 동안 공식적인 사고원인 규명활동이 꾸준히 진행되어 이 사고의 원인을 규명하기 위한 조사가 네 차례 있었다. 하지만 아직까지 사고 원인이 무엇인지 명쾌하게 밝혀지지 않고 있다. 이 글에서는 먼저 그동안 있었던 네 차례의 공식적인 세월호 사고원인 규명활동을 정리하였다. 가장 먼저 사고원인 규명활동을 전개한 해양안전심판원 특별조사부는 2014년 사고 직후부터 그해 12월까지 활동하였다. 특별조사부 최종보고서에는 화물의 과적과 평형수 적재 부족으로 인한 선박복원성 기준 미달, 타각의 대각도 조타와 장시간 유지로 인한 부적절한 조타, 화물의 부실한 고박으로 인한 화물의 이동, 수밀문의 관리 부실로 인한 조기 침수와 비상대피장소(muster station)로의 승객대피 조치 미이행을 사고의 원인으로 들고 있다. 2015년 3월부터 2016년 6월까지 활동한 4·16세월호참사 특별조사위원회(특조위)는 '4·16 세월호 참사 특별 조사위원회 청산 백서'만을 간행하고 최종보고서를 제출하지 못한 채 활동을 종료하였다. 세월호 선체조사위원회(선조위)는 2017년 4월부터 2018년 8월까지 활동하였다. 선조위는 세월호 사고원인 규명을 위한 다른 기구에 비해 위원의 구성도 균형이 있었고, 직권사건 위주의 조사방법도 적절하였다. 또한 조타기와 조타 과실 여부, 급선회 항적 및 횡경사와 핀안정기의 물리적 손상에 관한 용역을 국내 여러 기관에 발주하였다. 뿐만 아니라 다양한 해양사고 원인규명 용역에 참여한 실적이 있는 영국의 기술용역회사인 Brookes Bell에 급선회와 빠른 침몰의 원인 조사를 요청하였다. 아울러 세계에서 가장 활발히 수조실험을 수행하고 있는 상업 연구소인 네덜란드의 MARIN에 수조시험과 시뮬레이션도 의뢰하였다. 하지만 아쉽게도 선조위는 서로 다른 사고 원인을 주장하는 두 권의 종합보고서를 간행하였다. 종합보고서로 '내인설' 종합보고서[6]는 타기 솔레노이드 밸브의 고착으로 시작된 급선회를 사고의 직접 원인으로 지목하고 있다. 하지만 '열린안' 종합보고서[7]에서는 수중체와의 충돌을 직접적인 사고 원인으로 밝히고 있다. 마지막으로 가습기살균제 사건과 4·16세월호 참사 특별조사위원회(사참위)가 2019년 3월부터 2022년 9월까지 활동하였다. 사참위는 위원으로 조선해양공학과 항해학 전문가가 포함되어 있지 않아 세월호의 사고원인 규명활동을 효과적으로 수행하기에는 적절하지 못하였다. 사참위는 주로 조타장치 고장에 따른 세월호 전타 선회현상 검증, 세월호 변형 손상부의 확인 및 원인 조사와 세월호 횡경사 원인과 침수과정 분석을 직권 과제로 추진하였다. 또한 네덜란드 MARIN에 자유항주시험을 추가로 의뢰하였으며, 핀란드의 NAPA group에도 복원성 계산과 침수해석을 의뢰하였다. 사참위는 선조위의 두 가지 사고원인에 대해 '내인설'의 솔레노이드 밸브 고착은 사고원인일 가능성이 매우 낮고, '열린안'의 수중체와의 충돌 시나리오는 근거가 부족함을 확인하였다. 이상에서 정리한 바와 같이 규명활동이 진행됨에 따라 사고원인이 수렴되어야 함에도 불구하고 아직까지 원인을 시원하게 밝히지 못하고 있다. 이 글에서는 사고원인 규명활동을 수행한 네 개 기구의 구성과 활동 내용을 비교하고, 사고조사 위원회의 바람직한 구성과 위원회의 운영 방법을 제시하고 있다. 또한 Brookes Bell 보고서에 수록된 출항 당시의 흘수에 근거한 배수량과 선미 램프의 폐쇄 전후의 횡경사각으로부터 도출한 GoM도 소개하고 있다. 아울러 출항 당시의 GoM값으로 추정한 사고 당시의 GoM값도 소개하고 있고, 수중체와의 충돌 시나리오를 후보 사고 시나리오에서 제외시켜야 할 이유도 열거하고 있다. 끝으로 해양사고 원인규명 활동이 보다 과학적으로 그리고 보다 합리적으로 이루어질 수 있기 위해 그리고 우리 사회의 안전문화 제고를 위한 몇 가지의 방안을 제시하고 있다. 또한 세월호 사고로 치른, 아직도 치르고 있는 희생을 딛고 해양안전문화가 한 걸음 더 나아가기 위해서는 세월호 사고의 원인을 반드시 규명해야 한다는 말씀으로 글을 마무리하고 있다.