• 대한조선학회논문집
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• 제48권5호
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• pp.421-425
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• 2011

To know the speed performance of "ARAON" in Arctic ice field, the measurement of ice properties which is ice thickness & strength, snow depth and free board were performed on July 2010. The measuring method of nautical signals such as heading angle, power of engine, wind & current information etc. was described in this paper. The speed sea trials in ice were performed on the four different positions with different ice properties and engine powers because the uniform level ice is not detected in the Chukchi Sea. The test field was partially constrained ice floe with hummocks and it was superposed with small broken ice pieces each other. All of the measured ice properties were compared and evaluated according to the results of sea trial. The relations between speed, ice thickness, strength and power were summarized. Consequently according to the sea trial results, the speed of ARAON is 2.78knots at the 2.49m ice thickness with 6.55MW engine power.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.513-522
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• 2008

In this paper, one of the widely-used ice resistance prediction methods, introduced by Spencer(1992) of the Institute for Ocean Technology, Canada, is reviewed. Spencer's component-based scaling system for ship-ice model tests is analysed to estimate the ice resistance of various types of icebreaking vessels (Canadian MV Arctic, Terry Fox, R-Class icebreaker, US icebreakers Polar Star and Healy, Russian SA-15 cargo ships, Japanese PM Teshio and a model ship). The general form and the non-dimensional coefficients in ice resistance prediction formula are obtained using the published ice model test and full-scale sea trial data. The applicability of Spencer's method on R-Class icebreaker is discussed to estimate ice resistance for the larger icebreaking cargo vessels. Additional parameters to account for the difference in hull forms of icebreakers and cargo vessels are recommended to be included in the Spencer's original ice resistance prediction formula.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권3호
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• pp.254-258
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• 2014

Field trial in ice-covered sea is one of the most important tasks in the design of icebreaking ships. To correctly estimate ice load and ice resistance on ship's hull, It is essential to understand the material properties of sea ice during ice field trials and to perform the proper experimental procedure by gathering sea ice data. A measurement of sea ice properties was conducted during February and March of 2012 with the Korean Icebreaking research vessel "ARAON" in the Amundsen Sea, Antarctica. This paper describes a test procedure to obtain sea ice data which provide basic information to estimate ice loads and icebreaking performance of the ship. The data gathered from sea ice field trials during the 2012 Antarctic voyage of the ARAON includes ice temperature/salinity/density and the compressive/flexural strength of sea ice. This paper analyses the gathered Antarctic sea ice material properties comparing with the previous data obtained during ARAON's Arctic and Antarctic voyages in 2010.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.126-131
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• 2010

본 논문에서는 극지 빙해역을 운항하는 쇄빙선박이나 해양구조물에 작용하는 해빙의 재료특성을 계측할 수 있는 간이 실험 장비를 제작하였다. 극지 빙해역을 운항하는 쇄빙선박의 빙저항이나 해양구조물에 작용하는 빙하중을 추정하기 위해서 극지 현장에서 실규모의 시험을 수행하게 되는데, 저온과 얼음이라는 악조건을 극복하기 위한 빙역학 기술과 특수 장비가 필요하다. 국내에 한국해양연구원 MOERI 빙해수조가 완공됨에 따라 얼음의 특성을 고려한 모형빙 재료특성 시험용 계측장비가 일부 마련이 되었으나 빙해역 현장 시험에 대한 경험이 전무하며, 계측장비에 대한 지식과 기술 역시 확보되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 차후 쇄빙연구선 ARAON호를 이용한 빙해역의 실선계측 시 해빙의 강도를 측정하기 위한 계측시스템 마련의 일환으로 시험편 획득을 위한 코어링 장비와, 해빙의 재료특성 중 1축 압축강도를 측정하기 위한 간이 압축시험기 그리고 얼음의 결정구조를 파악하기 위한 편광기를 제작하였다. 또한 극지 현장실험에 적용할 실험기법 확보를 위한 일련의 과정을 마련하기 위해 제작된 장비를 이용해 소양호에서 현장실험을 수행하였고 계측된 결과를 참고문헌과 비교해본 결과 유사한 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.137-138
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• 2010

최근 지구온난화 영향 등으로 인하여 북극해의 해빙이 가속화 되고 있어 북극항로의 상용화가 예상보다 빨라질 전망이다. 하절기 북극해의 얼음 면적은 1979년 위성관측이 개시된 이래 약 40%정도로 줄었다. 북극항로가 상업적으로 이용되기 위해서는 경제성 문제 이전에 북극항로 중 일부가 특정국가 배타적으로 사용하는 문제가 해결되어야 하며, 다음으로 선박운항 기술적 요인으로서 부빙들이 움직이고 있는 기후조건에 맞는 특수선박의 건조가 필요하며 또한 이들 선박을 북극해에서 운항할 수 있는 선원들의 교육 프로그램의 이수 외에도 관련 연안국과의 협력으로 국제적인 공인이 이루어져야 할 것이다. 그 밖에 북극항로 정보시스템개발에 대해서도 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권3호
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• pp.97-103
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• 2016

최적의 선박 운항 항로를 찾기 위해서는 선박의 정확한 추진성능을 추정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문은 선박 최적운항시스템의 추진성능 데이터베이스를 생성하기 위한 전산프로그램의 개발에 대해 기술하고 있다. 실해역에서의 추진성능은 표류와 표면 거칠기 등 선체 상태뿐 만 아니라 파랑과 바람 등 해상 상태의 영향을 받는다. 이 부가저항 추정 방법들은 ISO 15016:2002 표준의 실선 속력시운전 해석법을 근간으로 하고 있으며, 추가로 바람과 선체 표면 거칠기에 대한 몇 가지 추정 방법이 보완되었다. 이 추정 방법들은 종합적인 전산프로그램으로 만들어졌다. 그리고 향후 최적 운항경로 계산에 활용될 쇄빙연구선 아라온 호에 대해서 데이터베이스 계산이 수행되었다. 이 프로그램은 모든 선박의 항로 최적화 계산에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.143-148
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• 2013

본 연구의 목적은 빙해역을 운항하는 선박의 쇄빙시 깨진 해빙에 의해 선수부 좌현 외판에 작용하는 국부 빙하중을 계측한 신호의 특성을 조사하는 것이다. 한국 최초의 쇄빙연구선인 아라온호를 이용하여 2010년 8월초 북극해에서 실선 시험을 수행하여 선수부에 설치된 변형률 게이지로부터 국부적인 빙하중에 의한 신호를 계측하였다. 국부적인 빙하중에 의한 구조 응답 특성을 반영한 계측 신호는 전형적인 유체 충격압에 대한 하중-시간 이력과 다소 다른 특성을 갖는 것도 있음이 파악되었다. 본 연구에서는 계측 신호에 대한 시간 이력을 분석하고, 무차원화된 특성값들로 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권6호
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• pp.497-504
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• 2018

Platform Support Vessels operated in the Arctic Ocean support diverse operations of offshore plant in the sea, and the PSV is also needed to support works to exploit the oil and gas in the Arctic Ocean. Both of the ice breaking and the open sea performance have been considered together to secure the enhanced operational performance at the harsh environment in the Arctic Ocean and the open sea as well. In this study, One of the design requirements of a PSV is to guarantee continuous icebreaking performance with 3 knots at 1 m thickness of level ice, where the design draft is 7.5m and the engine power is 13 MW. Three hull forms were designed, and the ice resistance based on empirical formulas was estimated to select the initial hull form having an outstanding performance. The full scale performance of the designed hull forms was predicted by the ice model test conducted in the ice model basin of Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering(KRISO). The analysed results show that the selected hull form satisfies the above design requirement.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권3호
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• pp.175-181
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• 2021

This study describes the model tests in ice according to the frictional coefficient of an ice-breaking ship and the change in ice resistance by the analysis method for each component of ice resistances. The target vessel is a 90K DWT ice-breaking tanker capable of operating in ARC7 ice conditions in the Arctic Ocean, and twin POD propellers are fitted. The hull was specially painted with four different frictional coefficients on the same ship model. The total ice resistance can be separated by ice breaking, ice buoyancy, ice clearing resistances through the tests in level ice, pre-sawn ice and creep test in pre-sawn ice under sea ice thickness of 1.2 m and 1.7 m. Ice resistance was analyzed by correcting the thickness and bending strength of model ice by the ITTC correction method. As the frictional coefficient between the hull and ice increases, ice buoyancy and clearing resistances increase significantly. When the surface of the hull is rough, it is considered that the broken ice pieces do not slip easily to the side, resulting in an increase in ice buoyancy resistance. Also, the frictional coefficient was found to have a great influence on the ice clearing resistance as the ice thickness became thicker.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.113-126
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• 2022

북극해 아메라시아 분지(Amerasia Basin)에 속한 척치 해저평원(Chukchi Abyssal Plain)의 지구조 역사(tectonic history)는 혹독한 해빙 조건으로 인한 관측 부족으로 인하여 아직 밝혀지지 않았다. 지구조역사에 대한 여러 경쟁 가설들은 형성 시기로는 중생대에서 신생대까지, 지각 유형으로는 과도하게 확장된 대륙 지각에서 해양 지각까지, 형성 기작으로는 평행/부채꼴 균열에서 평행이동까지의 광범위한 범위를 갖는다. 2018년(ARA09C 항차)과 2021년(ARA12C 항차)에 쇄빙연구선 아라온을 이용해 해저평원의 수심 2,160~2,250 m 범위의 3개 정점에서 해양지각의 연령 결정에 필수적인 역할을 하는 해양지열의 관측이 이루어졌다. 해양지열 정점은 약 40 km에 걸쳐 확장축에 수직으로 위치한다. 퇴적물 코어 시료의 실험실 열전도도로부터 보정된 현장 열전도도를 사용하면, 관찰된 해양지열은 54~60 mW/m² 범위를 보인다. 해양지각을 가정할 때, 해양지열 관측결과는 형성 시기로서 후기 백악기(중생대)에 해당한다. 추정된 연대는 후기 중생대-신생대 동안 마카로프 분지가 열리면서 척치 해저평원 형성이 활성화되었다는 가설을 뒷받침한다. 이 시기는 동쪽으로 해저평원에 인접한 척치 보더랜드(Chukchi Border Land)의 열개 현상 발생과 동시대이다. 본 연구의 해양지열 관측결과로 퇴적물 내 가스하이드레이트 안정영역 하부(the base of the gas hydrate stability zone)의 위치가 추정되었고(332~367 mbsf), 이는 척치 고원(Chukchi Plateau)에서처럼 가스하이드레이트와 연관된 해저면 모사 반사면을 식별하는 데 도움이 될 것이다. 척치 해저평원의 정확한 형성 과정과 맨틀 열구조에 대한 이해를 높이기 위해 해양지열 관측을 포함한 추가적인 지구물리 탐사가 필요하다.