• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.271-271
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• 2019

선체운동은 외력관계 등 복잡한 환경에서 발생하므로 추정이 난해하다. 선체운동의 추정은 선박의 안전을 확보할 수 있는 중요한 요소이므로 정확한 추정이 필요한 실정이다. 기존의 선체운동관련 연구는 특정 선형에 대한 선체운동을 실험하여 획득한 모델과 기준이되는 모델의 겉보기 운동을 비교한 것으로 선체운동을 직관적으로 추정하기 난해하다. 본 연구에서는 선형-시불변 (Linear-Time lnvariant)시스템의 전달함수 기법을 적용해 선체운동을 극-영점 해석과 주파수 응답 분석을 통해 선체운동의 특성을 전달함수로 추정하는 개념을 소개한다. 선형-시불변 시스템을 이용한 선체운동 해석 모델은 1)파랑의 입력신호와, 2)선체운동의 출력신호, 3)블랙박스로 정의된 선체로 구성된다. 본 모델은 선체운동을 전달함수로 수치화 하여 정의할 수 있고, 극-영점해석 및 주파수 응답 분석을 통해 선체운동의 특성을 추정하는데 용이할 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.44-45
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• 2010

파랑 중에서 선체의 운동은 선체의 형상과 선속변화에 따라 다양하게 나타나며, 관련연구는 실험적 방법과 수치 해석을 함께 병행하여 지속적으로 진행되고 있다. 파랑조건에 적합한 최적 선형 확보는 선체의 운동응답 결과로 고찰할 수 있다. 파랑 중 선체의 운동응답을 알아보기 위해 초기 선형인 Wigley 선형에 적용하였으며, 수치해의 정도를 선행연구결과와 비교분석하였다. 그리고 서로 다른 모델에 대하여 나타나는 운동응답을 상호 비교하였다. 형상에 따른 Wigley 선형의 선체 운동응답에 대하여 일반화된 선형형상에서 나타날 수 있는 파랑 중 운동응답을 얻을 수 있었다.

• 대한조선학회지
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• 제10권1호
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• pp.33-44
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• 1973

Chine형 선체단면 주상체의 자유표면에서의 상하운동에 수반되는 부가질량과 감쇠력을 Ursell-Tasai 방법에 의하여 계산하였다. Chine형에서 구하여진 결과는 같은 선체단면적 계수와 반폭흘수비를 갖는 등가 Lewis형의 결과와 비교하였고 선체단면의 형상이 부가질량 및 감쇠력에 미치는 영향을 고찰하였다. Chine형과 등가 Lewis형 선체단면 주상체에 파고가 일정한 횡파가 입사할 때의 상하운동을 고찰하였다. 이상과 같은 계산 및 고찰을 통하여 다음 결과를 얻었다. 1) 자유표면이 부가질량에 미치는 영향은 chine형이 등가 Lewis형단면보다 큰 값을 갖는다. 2) 선체단면적계수와 반폭흘수비가 같은 경우에 감쇠력의 크기는 Lewis form, single chine, double chine순서이다. 3) 선체단면계수와 반폭흘수비는 상하운동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 생각되며, 선체단면의 기하학적인 변형이 운동에 미치는 영향은 중요한 요소가 되질 못한다. 4) 감쇠력계수와 선체단면계수와의 관계는 간단한 관계를 유지한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.607-608
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• 2013

무선 애드훅 네트워크에서는 무선링크의 성능을 표현하는 다양한 품질 척도가 있다. 그것은 노드가 움직임이 없는 상태에서 주변 무선 상태를 반영한다. 하지만 해상 환경에서는 선박의 이동성 뿐만 아니라 바람과 파고에 의해 선박이 움직이는 특성이 있다. 따라서 선박에 위치한 안테나의 흔들림을 유발하여 신호의 수신을 불안정하게 만든다. 본 논문은 선체운동에 따른 무선 링크 성능을 분석한다. 이를 위해 자이로 센서를 이용하여 서로 다른 해상 환경에서 선체운동을 측정 및 분석하고, 하드웨어 및 소프트웨어에 의한 무선 링크 안정화 방안을 제시한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.42-48
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• 2014

멀미는 구토 증상뿐만 아니라 현기증, 두통, 졸음, 피로감, 무기력증 등을 동반하여 선박운항자의 신체리듬과 판단능력을 저하시켜 해양사고로 이어질 수 있다. 이 연구는 승선경험이 없는 조타실 근무자(실습항해사)와 기관실 근무자(실습기관사)를 대상으로 뱃멀미 민감성에 대하여 조사하였다. 선박의 X, Y, Z축 방향에 대한 선체운동을 측정할 수 있는 선체운동계측장비(motion sensor)를 이용하여 선체의 운동을 계측하였고, 설문을 통해 조타실과 기관실 근무자의 멀미에 대한 증상 정도(VIR, VSR)를 산출하였다. 이 연구를 통해 동일한 상황에서 조타실 근무자와 기관실 근무자간에 느끼는 멀미 정도에 차이가 있다는 것을 알 수 있었으며, 멀미는 선체 움직임의 크기뿐만 아니라 움직임의 주기와도 높은 연관성이 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 X축과 Y축 방향 선체운동보다 Z축 방향의 선체운동이 멀미와 상관관계가 높았다. Z축 이외 X축과 Y축에 대한 연구가 진행된다면 조타실과 기관실 근무자의 안전과 선박의 거주성 및 승선감 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 선박안전
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• 통권35호
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• pp.41-51
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• 2013

선박 고속화와 해양레저선박에 대한 관심 증대로 쌍동형 선체건조가 증가하고 있으며 일반적으로 쌍동형 선체는 복원성, 내항성능 및 저항추진 등에서 단동형 선체보다 고속선형 및 갑판활용에 적합하다고 알려져 있다. 하지만, 쌍동형 선체는 갑판 상에서 두 개의 선체를 동체로 결합시킨 선체로서 운동 시 부체 간 공진현상이 수반된 자유표면 거동과 유체력이 발생할 수가 있다. 따라서, 이 논문에서는 이런 공진현상을 감쇠시킬 수 있는 방안을 모색하여 합리적인 쌍동형 선체의 운동응답특성과 동유체력을 산출하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.25-27
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• 2014

황천 운항 중인 선박은 파도에 의한 과도한 운동과 그로 인한 슬래밍, 프로펠러노출, 갑판침수와 같은 현상으로 구조, 화물, 인명에 위험을 초래할 수 있다. 이 때문에 황천 시 선박은 안전 운항을 위하여 속도와 코스를 신중히 결정할 필요가 있다. 선박 운동 모니터링 시스템은 해상환경이 선박에 미치는 다양한 위험 상황을 사전에 예측하고 피할 수 있도록 의사 결정을 지원하며, 현재 선박의 운동상태와 구조적 안정성을 지속적으로 모니터링 함으로써 선박, 선원, 화물의 안전을 지원할 수 있도록 개발되었다. 본 시스템은 주파수 영역에서 New strip 방법에 기초하여 운동 응답과 수직 굽힘 모멘트를 계산하며, 슬래밍, 프로펠러노출, 갑판침수를 예측한다. 또한 선박 운동과 선체구조응력을 실시간으로 모니터링하여 과도한 선체운동이나 선체구조피로 등의 위험 상황을 표시하고 선원의 작업성과 승선감의 지표인 MII (Motion induced interruption), MSI (Motion sickness incidence)를 제공한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-137
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• 2016

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.145-150
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• 2020

대형 LNG 선박의 선체 운동은 선박의 안전에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 153,000 ㎥ 급 대형 LNG 선박의 선체 운동 중에서 롤 운동에 대한 전달함수를 추정하기 위한 것이다. 단일-입력과 단일-출력 그리고 시스템 전달함수를 갖는 선형 시 불변(Linear Time-Invarient) 시스템을 이용하여 선체 운동 전달함수를 모델링 하였다. 모델의 입력으로 단일 해양파를 이용하고, 모델의 출력으로는 ANSYS를 통해서 획득한 LNG 선박의 롤 운동을 이용하여 시스템 식별법을 기반으로 선체 운동의 전달함수를 추정하였다. 실험 결과의 유용성은 전달함수 차원이 서로 다른 경우에 대한 모델의 안정도와 추정률을 이용하여 평가하였다. 실험 결과 안정도는 99%와 98%로 나타나고, 추정률은 78%와 50%로 나타났다. 이러한 결과로부터, 본 연구에서 제안한 선체 운동 전달함수 추정 방법이 타당함을 알았다. 향후, 실제 해상에서 운항 중인 선박의 선체 운동 데이터를 획득하여 다중-입력 그리고 다중-출력을 갖는 모델 구축에 적용하여 실용화를 추진할 예정이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.153-168
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• 1993

파랑중을 항해하는 선박의 선체강도에 있어 선체에 작용하는 파랑하중을 정확히 추정하는 것은 매우 중요하다. 파랑하중 추정에 있어서 현재 널리 쓰이고 있는 선형스트립 이론은 배의 운동이 작은 낮은 파고에 의한 선체의 강체운동 응답에 기인한 파랑하중 계산법이다. 그러나, 대파고 파랑중에서 특히 슬래밍이 발생하게 되면 선체는 탄성체로서의 응답특성을 가지게 된다. 따라서 이런 경우 선체운동뿐만 아니라 탄성체 운동을 고려한 파랑하중 선체강도 해석법이 요구된다. 이미 본 연구자들은 이러한 배경으로 비선형 유체력이 선체에 작용할 때 선체변위로부터 파랑하중을 계산하여 선체강도를 평가하는 방법을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 이러한 동적강도 해석법을 세가지 선종에 적용시켜 계통적인 수치계산을 수행하여 강체응답 및 파랑하중 특성을 비교, 고찰함으로써 파랑중 선체동적강도법의 기초자료를 제시하고자 한다.