• 대한조선학회논문집
• /
• 제59권3호
• /
• pp.157-163
• /
• 2022

An automatic mooring system for a ship consists of a vacuum suction pad and a mechanical part, enabling quick and safe mooring of a ship. In the development of a mooring system, the design of a vacuum suction pad is a key to secure enough mooring forces and achieve stable operation of a mooring system. In the vacuum suction pad, properly designing its rubber seal determines the performance of the suction pad. Therefore, it is necessary to appropriately design the rubber seal for maintaining a high-vacuum condition inside the pad as well as achieving its mechanical robustness for long-time use. Finite element analysis for the design of the rubber seal requires the use of an appropriate strain energy function model to accurately simulate mechanical behavior of the rubber seal material. In this study, we conducted simple uniaxial tensile testing of Chloroprene Rubber (CR) to explore the strain energy function model best-fitted to its experimentally measured engineering strain-stress curves depending on various temperature environments. This study elucidates the temperature-dependent mechanical behaviors of CR and will be foundational to design rubber seal for an automatic mooring system under various temperature conditions.

• 지질공학
• /
• 제31권1호
• /
• pp.19-30
• /
• 2021

본연구에서는 가뭄이 빈번히 발생하는 지류 상류 지역에서 농번기에 부족한 물을 확보하기 위하여 평상시 잉여의 물을 지하 대수층에 주입하는 인공함양 방식을 설계함에 앞서 적정 주입량 및 주입효율을 수치모델을 활용하여 평가하고자 하였다. 인공함양 수치모델 대상지역은 홍성군 갈산면 운곡리 일대를 대상으로 하였으며 다양한 공당 주입량 조건과 대수층의 수리적 특성을 고려하여 모델링을 수행한 결과, 연구지역의 공당 적정주입량은 50.0 ㎥/day/공로 평가되었으며 주입효율은 총 주입용량 대비 33.2~81.2%로 예측되었다. 특히, 주입효율은 주입시간이 짧을수록 비선형으로 증가하는 양상을 보였으며 잔류 저류용량은 총 주입용량이 많을수록 증가하여 물부족 시 사용 가능량이 많아지므로 보다 유리할 것으로 보였다. 향후 보다 정확한 함양효율 평가를 위해 현장 실증시험 결과를 활용하여 모델을 검증하고 이를 통해 주입 및 취수에 대한 적정 시나리오를 구축한다면 보다 효율적인 인공함양 시스템의 운영이 가능할 것이다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제59권6호
• /
• pp.423-431
• /
• 2022

In this paper, the results of Planar Motion Mechanism (PMM) test for a 1/15 scaled model of the MARIN Joubert BB2 submarine is dealt with to derive the maneuvering coefficients for surface condition. For the depth of surface navigation, the top of the sail was exposed 0.46 m above the water surface in the model scale, and it corresponds to 6.9 m in the full scale. The resistance and self-propulsion tests were conducted, and the model's self-propulsion point was obtained for 1.328 m/s, which corresponded to 10 knots in the full scale. The maneuvering tests were performed at the model's self-propulsion point, and the maneuvering coefficients were obtained. Based on the maneuvering coefficients, a turning simulation was performed for starboard 30 degree of stern fins. The straight-line stability and control effectiveness in the horizontal plane were analyzed using the maneuvering coefficients and compared with the appropriate range. For the analysis of the neutral fin angle of the X-type stern fin, the stern fin test with drift angles was carried out. As a result, the flow straightening effect at lower and upper parts of the stern fin was discussed.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.77-87
• /
• 2022

PADS(Precision Aerial Delivery System)은 원형 낙하산을 이용한 공중 물자수송 시스템의 낮은 착륙 정확도를 개선해줄 수 있는 장비로 AGU(Airborne Guidance Unit)을 장착하여 원하는 목적지로 안전하게 물자를 수송할 수 있다. 현재 외국에서 개발된 PADS 성능은 착륙 정확도가 CEP₅₀ 100m 범위로 보고되고 있으나 실제 지형 및 기상환경에 따라 많은 차이를 보인다. 산악지역이 많은 국내 환경에서는 국부적인 지형변화에 따른 풍향, 풍속 변화가 심하고 이는 착륙 정밀도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 PADS의 6DOF 비선형 모델링을 기반으로 HILS(Hardware In the Loop Simulation)를 구축하여 바람 환경에서 Ram air parachute의 기동 특성을 분석하였다. 이러한 기동 특성을 고려하여 EM(Energy Management) 기동과 FA(Final Approach) 기동을 포함한 정밀 연착륙 알고리즘을 설계하였다. PADS 시뮬레이션 결과 CEP₅₀ 40m 이내로 정밀 연착륙이 가능하였으며, 향후 이러한 연구 결과를 바탕으로 실제 PADS 투하시험을 통하여 정밀 공중 물자수송 시스템에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권12호
• /
• pp.857-866
• /
• 2022

고정익 UAV는 다른 항공기 플랫폼보다 항속거리와 항속시간에서 큰 이점을 가진다. 이러한 이유로 군에서 정찰용으로 많이 사용된다. 본 연구에서는 랜딩기어를 포함한 고정익 UAV의 모델링을 실시하고, 비행조종컴퓨터에 사용될 유도 및 제어기 설계 및 HILS 환경 구축을 실시하였다. 또한 이륙, 순항, 착륙의 모든 과정을 자동으로 수행하는 오토파일럿 시스템을 제작하였다. 연구에 사용한 고정익 UAV를 Datcom 및 AVL 공력해석 소프트웨어를 사용하여 공력계수를 추출하고 6자유도 모델링을 실시하였다. 비행조종컴퓨터는 항공기의 16개의 비행모드를 분별하여 Carrot Chasing 기반 유도 명령을 생성하는 유도기와 Nonlinear Dynamic Inversion 기법을 사용한 제어기로 구성되어있다. SIMULINK를 사용하여 구현된 모델링과 비행조종컴퓨터는 RTNgine을 사용하여 HILS 환경을 제작하여 고정익 UAV의 통합 시뮬레이션 환경을 제작하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권11호
• /
• pp.17-26
• /
• 2009

마이크로파일이 직접기초시스템으로 활용되는 경우 말뚝 캡이 설치되어 말뚝지지 전면기초의 래프트와 같은 역할을 수행하지만 마이크로파일 기초시스템의 하중분담 거동에 관한 연구는 미미한 실정이다 이에 본 연구에서는 말뚝캡이 씌워진 실물 크기의 마이크로파일 재하시험 자료를 바탕으로 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하여 마이크로 파일과 래프트의 하중분담 거동을 분석하고 각각의 변수들이 하중분담 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 해석 결과 $2{\times}1$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 최종하중단계에서 약 50%의 하중을, 그리고 $2{\times}2$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 약 30%의 하중을 캡이 분담하고 있는 것으로 나타났다. 또한 마이크로파일의 간격 및 경사각이 증가할수록 캡의 하중분담이 커지는 것을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권9호
• /
• pp.5-17
• /
• 2009

재하 하중에 의해 압밀 되는 지반에 관입 된 말뚝의 지지력을 예측하고자 MATLAB을 이용한 GUI환경에서 Pile NSF(Pile Negative Skin Friction)프로그램이 개발되었다. 본 연구에서 제안된 방법은 일차원 유한변위 압밀이론이 적용될 수 있도록 비선형 하중 전이법에 의한 일차원 토질-말뚝 모델 프로그램인 OpenSees 를 확장하였다. 개발된 프로그램은 압밀과정 중에 발생하는 토질-말뚝의 경계면 변화는 물론 유한 점토층의 저감이 고려되는 Mikasa의 유한변위이론을 융합하는 특성을 가지고 있다. 더 나아가 말뚝 타설 후에 재하성토에 의해 발생하는 지반의 압밀상태도 해석시에 고려할 수 있는 특징을 지니고 있다. 본 연구에서 제안된 방법에 의한 프로그램 해석은 부마찰력이 발생하는 말뚝에 대하여 말뚝 장기시험 사례 결과와 비교하여 타당성이 검증되었고, 압밀침하를 반영한 말뚝의 부마찰력 예측치는 측정된 결과와 잘 일치하고 있음을 보여주고 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.61-70
• /
• 2008

지표면 침하량, 침하 기울기 그리고 터널주변의 지반 변위에 대한 관리와 예측은 도심지 저토피 터널의 설계와 시공에서 주요한 인자가 된다. 저토피 터널에서의 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 2차원 실내 터널 모형실험과 전단 탄성계수 및 강도 정수의 저하를 고려한 변형률 연화모델 해석을 통하여 미고결 저토피 터널에서의 굴착으로 인한 변형 거동 특성을 규명해 보았다. 변형률 연화모델을 이용한 수치해석과 모형 터널 실험과의 비교에서 지표면 침하, 천단침하 그리고 전단대의 발달형태에서 부합되는 결과가 나타났다. 본 연구에서 변형률 연화모델은 저토피 터널의 비선형 변형해석에 대하여 적용성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.141-147
• /
• 2007

말뚝의 동적 응답 해석을 위한 다양한 방법들이 개발되어 있으며, 이 중에서 비선형 스프링, p-y 곡선을 이용하여 지반-말뚝 상호작용을 고려하는 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 현재 사용되는 동적 p-y 곡선은 정적 또는 주기 하중에 의한 횡방향 재하 시험에 의해 개발되었다. 또한, p-y 곡선에 scaling factor를 도입하여 액상화에 의한 지반-말뚝 상호작용의 영향을 모사하고자 하는 시도가 이루어져 왔으나, 지금까지 정확한 scaling factor를 산정하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 Ig 진동대 실험으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 과잉간극수압과 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계 및 수치해석으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화와 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계로부터, 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화로 표현되는 p-y 곡선의 scaling factor를 구하였다. 그 결과, scaling factor는 과잉간극수압비에 따른 지수 함수의 형태로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권9호
• /
• pp.77-92
• /
• 2009

본 연구에서는 압밀이 진행중인 싱가포르 지역 연약지반에서 말뚝-그라우팅 슬라브 공법이 적용된 흙 막이 굴착 시 합리적인 말뚝의 인장력 산정을 위한 수치해석 연구를 수행하였다. 선형탄성/Mohr-Coulomb소성 모델을 적용한 2차원 수치해석을 통해 굴착 중 말뚝-그라우팅 슬라브 공법에 의한 보강효과를 살펴보았고 다양한 지반 변수에 대한 매개 변수 해석을 수행하여 말뚝 인장력의 산정과 관련하여 핵심적인 영향 인자를 파악하였다. 이를 바탕으로 해성점토 지반의 압밀 상태를 고려하기 위하여 수정 Cam-Clay 모델을 통해 현장의 비배수 전단강도 분포로부터 현장의 유효응력상태를 역으로 추정하였으며 실내 시험 분석을 통해 추정된 핵심 영향 인자의 범위를 산정하여 합리적으로 말뚝의 인장력을 산정하고자 하였다.