• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• v.32 no.1
• /
• pp.68-75
• /
• 2018

This study deals with the heading angle and depth keeping control technique for an ROV with multiple horizontal and vertical thrusters by thrust allocation. The light work class ROV URI-L, which is under development at KRISO, is a redundant actuating system with multiple thrusters that are larger than the ROV's degree of freedom. In the redundant actuating system, there are several solutions for a specific ROV motion to be performed. Therefore, a thrust allocation algorithm that considers the entire propulsion system should be regarded as important. First, this paper describes the propulsion system of the ROV and introduces the thrust allocation method of each motion controller. In addition, the performance of the controller is examined using a heading angle and depth keeping control test in a stationary state.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.1229-1233
• /
• 2007

국내에서의 수제는 하안 및 제방의 보호, 유로제어 및 주운 등의 목적에 의해 설치되기 보다는 수제로 인해 발생되는 수제역(recirculation zone)의 다양한 흐름이 수중생물의 다양한 서식처 및 홍수 시 어류의 피난처 제공한다는 환경적인 목적이 지배적이다. 따라서 홍수시 하천의 통수능 감소영향이 상대적으로 작고 국부세굴에 대해 안정적인 경사형 수제에 대한 관심이 크며 몇몇 곳에서는 시공되어 졌다. 하지만 경사수제에 대한 설계기법은 현재 미미한 상태이며 선행되어져야할 구조물 주변의 흐름해석에 관한 연구도 미미하다. 이에 본 연구에서는 3차원 수치모형을 적용하여 주수로와 수제역의 흐름해석을 수행하였다. 연구내용은 수리모형변화와 수치모형실험을 병행하여 수행하여 수치모형결과를 검증하였으며 그 결과를 적용하여 경사형 수제주변의 흐름을 해석하였다. 수치모형은 Flow 3D모형을 이용하여 경사형 수제조건에 따른 흐름해석을 수행하였고 수리모형실험은 수치모형과 동일한 2가지 조건에 대해 수행하여 수치모형결과와 비교 분석 하였다. 본 연구의 목적은 경사형 수제설치로 변화되는 수제역 흐름을 3D 수치해석으로 분석하여 수제역의 환경적 효과(수중생물의 서식처 등)에 대한 기초자료를 제공하는 것이다. 연구결과, 수치모형실험은 수리모형결과와 일치하였으며 경사형 수제특성에 따라 수심별 흐름변화를 분석할 수 있었으며 기존 불투과 및 투과수제와 다른 결과를 도출하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.767-771
• /
• 2012

남강댐은 평지에 위치하여 댐 높이가 낮고 댐운영 수위의 편차가 작기 때문에 계획홍수위 아래 완경사 비탈면이 갈수기인 3월부터 5월 사이에 장기간 노출되어 5월 전후에 발아하는 식생 특히, 버들류가 이입, 성장하여 대규모 군락을 이루고 있다. 현재 형성된 대규모의 버들류 군락은 댐수질을 악화시킬 뿐만 아니라 자기솎음질(self-thinning)에 의해 고사한 버들류의 유목으로 인하여 댐운영에 많은 애로를 초래하고 있다. 본 연구에서는 버들류 군락 형성과 댐운영수위와의 상관관계를 도출하여 버들류를 적절하게 제어할 수 있는 댐운영 방안을 마련하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 따라서, 버들류의 이입시점을 명확히 파악하기 위하여 현재의 남강댐 건설 직후인 1979년, 2003년 2010년의 항공사진과 수심측량에 의한 지형도를 이용하여 버들류 군락의 확장 경향을 분석하였다. 또한, 버들류의 이입시점을 명확히 파악하기 위하여 방형구를 설치하여 버들류의 밀도 및 흉고직경을 조사하고, 성장추에 의한 수령을 조사, 분석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 남강댐 연안대에 분포하는 버들류는 총 17종이며, 출현빈도가 높은 종은 선버들(Salix nipponica), 버드나무(Salix nipponica), 왕버들(Salix gracilistyla), 등으로서 선버들(Salix nipponica)이 우점종인 것으로 조사되었다. 남강댐 연안대에 분포하는 버들류의 수령을 조사한 결과 수령은 약 9년~10년, 흉고직경 10~15cm, 수고 7~8m인 것으로 조사되었다. 댐운영수위와 버들류의 수령을 분석한 결과 2002년 5월 댐수위 38.5~41.0m 일 때 연안대의 수면부근에서 1단계로 이입, 정착한 것으로 보이며, 2004년 및 2005년 5월경에 댐수위 36m일 때 2단계로 이입, 정착하여 현재 대규모 군락을 형성한 것으로 추정된다. 남강댐 버들류 군락의 형성은 버들류의 발아기에 댐수위 부근의 습지에서 발아환경이 최적인 온도와 저토환경에서 일시에 이입, 성장한 것으로 보인다. 따라서, 남강댐과 같이 평야부에 위치한 댐에서 댐운영 및 댐수질에 영향을 미치는 버들류를 제어하기 위해서는 버들류의 발아기에 댐운영 수위를 최대한 높여 현재의 버들류 군락에 의하여 발아, 성장이 불가능하도록 하거나 아니면 댐운영 수위를 낮추어 발아해도 홍수기 동안 장기간의 침수에 의하여 고사되도록 하는 댐운영 방안을 마련해야 할 것이다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
• /
• v.23 no.5
• /
• pp.352-360
• /
• 2019

This paper proposes a docking assessment algorithm for an autonomous underwater vehicles (AUVs) with sensor uncertainties. The proposed algorithm consists of two assessments, state assessment and probability assessment. The state assessment verifies the reachability by comparing forward distance to the docking station with expected distance to reach same depth as the docking station and necessity for correcting its route by comparing calculated inaccessible areas based on turning radius of the AUV to position of the docking station. When the AUV and the docking station is close enough and the state assessment is satisfied, the probability assessment is conducted by computing success probability of docking based on the direction angle, relative position to the docking station, and sensor uncertainties of the AUV. The final output of the algorithm is decided by comparing the success probability to threshold whether to try docking or to correct its route. To verify the validation of the suggested algorithm, the scenario that the AUV approaches to the docking station is implemented through Matlab simulation.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.26 no.5B
• /
• pp.539-549
• /
• 2006

The performance of a pontoon-type floating breakwater (FB) is investigated numerically with the use of a second-order time domain model. The model has been developed based on potential theory, perturbation theory and boundary element method. This study is focused on the effects of weakly nonlinear wave on the hydrodynamic characteristics of the FB. Hydrodynamic forces, motion responses, surface elevation, and wave transmission coefficient around the floating breakwater are evaluated for various wave and geometric parameters. It is shown that the second-order wave component is of significant importance in calculating magnitudes of the hydrodynamic forces, mooring forces and the maximum response of a structure. The weak non-linearity of incident waves, however, can have little influence on the efficiency of the FB. From numerical simulations, the ratio of draft and depth, the relationship of wave number and width are presented for providing an effective means of reducing wave energy.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• v.29 no.1
• /
• pp.263-271
• /
• 2005

The most important point when we engage on waterway dredging work is supplying safe navigational passage to the vessels underway by narrowing dredge work area and removing submerged dangers. In order to meet this end it is neccessary to use auxiliary equipment for shifting actively and mooring and adopt automation of dredging work by integrating information on real time position, dredging depth, and work information. The danger with a spud control system in this study, by the way, is able to employed on continuous dredging work with the narrowest working area allowing wide and safe passages to vessels underway, by moving the dredger to the working zone with the spud controlled automatically. Furthermore, it has been improved definitely compared with the existing dredging proccess management system such that it shows the track of spud and working depth on the electronic navigation chart of window, together with the final outcome of dredging work. The test dredging work at the entrance of Busan North Port for system evaluation showed that actual working time available was twice of the one by the existing anchor system, and that it reduced 38% of time for preparation work and one man power.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.28 no.3B
• /
• pp.323-334
• /
• 2008

Present study examined the functionality of the solitary wave (tsunami) control of the two-rowed porous submerged breakwater by numerical experiments, using a numerical wave tank which is based on the Navier-Stokes equation to explain fluid fields and uses a Volume of Fluid (VOF) method to capture the free water surface. Solitary wave was generated by the internal wave source installed within the computational zone in the numerical wave tank and its wave transformations by structure were compared with those in the previous study. Comparisons with the precious numerical results showed a good agreement. Based on these results, several tow-dimensional numerical modeling investigations of the water fields, including wave transformations, reflection, transmission and energy flux, by the one- and two-rowed permeable submerged breakwater under solitary waves were performed. Even if, it is a research of the limited scope, in case of two-rowed permeable submerged breakwater with $h_0/h=0.925$ ($h_0$ is height of submerged breakwater and h is water depth), the wave height damping in range of $l/L_{eff}>0.4$($L_{eff}$ is effective distance of solitary wave) can reach nearly 60% of the incident wave height. In addition, it is found that reflection coefficient increases nearly 47% and transmission coefficient decreases nearly 18% than one-rowed one. The numerical results revealed that the tow-rowed submerged breakwater can control the incident solitary wave economically and more efficiently than the one-rowed one.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.908-908
• /
• 2012

국내 기후 특성상 하절기에 집중되는 강우로 인해 댐의 건설을 홍수조절, 용수확보 및 전력생산 등의 목적에 있어서 불가피하다. 이와 같은 저수지와 하류하천은 댐 수문 개폐에 따라 흐름변화로 인하여 수체의 거동 및 수질 변화가 발생하며, 일반적인 하천과는 다른 특성을 지니게 된다. 또한 수심이 깊은 저수지의 경우에는 흐름방향과 더불어 수심 방향의 특성도 중요하며, 수리 및 수질 모형의 연계를 통한 3차원적인 해석을 필요로 한다. 유역 내 지상 또는 대기에서 발생한 모든 오염물질은 강우에 의해 하천과 호수와 같은 수체로 유입되며, 강우가 발생했을 때 유역의 토지피복 상태와 수리, 지형, 강우강도, 토양의 특성에 의해 하천으로 유입되는 오염물질의 농도와 부하특성이 달라진다. 비점오염물질의 축적이 가능한 호수나 저수지에서는 비점오염원의 유입이 더 큰 문제가 되며, 유량이 극히 미미한 하천의 경우에는 강우초기에 일시에 집중적으로 유입되는 초기 오염 부하량이 문제가 된다. 강우유출수의 하천 유입은 강우 현상과 밀접한 관계를 맺고 있으므로 그 제어가 쉽지 않다. 이러므로 이를 총괄하는 유역통합관리기술이 필요로 하며, 기존의 유역통합관리기술은 댐 상류유역을 중심으로 개발되고 있으며, 댐 상류유역과 저수지, 하류하천으로 구분되어 연구되어 왔다. 또한 각각의 모형이 개별적으로 적용되어 통합적인 평가시스템이 표준화되지 않은 관계로 댐 상하류 모니터링 자료가 연계된 실무 적용이 이루어지지 않고 있다. 따라서 하천 수리 수문학적 역학구조를 이해하고 그 특성에 적합하게 평가할 수 있는 표준화된 시스템이 구축되어야 한다. 또한 효과적인 유역통합관리를 위해서는 하천의 현재 뿐만 아니라 장래에 대한 예측부분도 포함되어야 한다. 본 연구에서는 댐 유역에서의 유출과 수질 변화를 모의하고 이를 이용하여 저수지 내에서의 오염물질 거동에 대해서 해석하였다. 또한 기후변화에 따른 유역, 저수지 및 하천에 미치는 영향을 고려하기 위하여 고해상도 지역기후전망 모의자료를 이용하여 수문학적 스케일로 통계적 상세화한 후 지역별 상세수문시나리오를 생산하여 미래 예측에 활용하였다. 기후변화 시나리오의 상세화를 통한 상세지역의 기후를 예측하고, 예측된 기상자료를 이용하여 유역모델을 모의하여 미래의 유출 및 수질 변화를 파악할 수 있는 기술 개발로 인해 저수지의 운영에 도움을 주고, 주수지의 치수증대 사업 등 유출의 변화에 따른 하류하천 변화를 파악할 수 있고, 기후변화에 따른 하류하천에 대한 홍수기 때 치수, 이수 및 방재에 대하여 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean earth science society
• /
• v.31 no.6
• /
• pp.608-624
• /
• 2010

Morphological surveys of southern Gyeonggi Bay in the Yellow Sea were conducted for2 years (2006 and 2007) by using multibeam echosounder for investigating the morphological features of bedforms. The subaqueous dunes are shown in various shapes (A~F type) and continuous spectrum of heights and lengths of transverse-to-current dunes on the wide range of sedimentary types. The height-length power-law correlation of dunes is $H_{mean}=0.0393L^{0.8984}$ (r=0.66). The comparison between Flemming (1988)'s correlation and height-length correlation of this study indicates that the subaqueous dunes in the study area are equilibrated in the present hydrological and sedimentary environment. The major controlling factors to thedevelopment and maintenance of subaqueous dunes are both strong tidal currents and the abundant availability of sand. Marine sand mining, artificial impact, changes from the original shape to an irregular shape of the subaqueous dunes with a shorter wavelength and lower height, which has influence on the development and maintenance of bedform because it causes a decrease of the availability of sediment. Water depth and sedimentary characteristics, and othercontrolling factors seem to play limited roles in the development and maintenance of subaqueous dunes.

• Journal of Navigation and Port Research
• /
• v.39 no.3
• /
• pp.253-260
• /
• 2015

There are many efforts to mechanize the process for underwater port construction due to the severe and adverse working environment. This paper presents an underwater construction robot to level rubbles on the seabed for port construction. The robot is composed of a blade and a multi-functional arm to flatten the rubble mound with respect to the reference level at uneven terrain and to dig and dump the rubbles. This research analyzes the kinematics of the blade and the multi-functional arm including track and swing motions with respect to a world coordinate assigned to a reference depth sensor. This analysis is conducted interfacing with the position and orientation sensors installed at the robot. A hydraulic control system is developed to control a track, a blade and a multi-functional arm for rubble leveling work. The experimental results of rubble leveling work conducted by the robot are presented in land and subsea. The working speed of the robot is eight times faster than that of a human diver, and the working quality is acceptable. The robot is expected to have much higher efficiency in deep water where a human diver is unable to work.