• 대한조선학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.469-476
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• 2008

In this paper, it is shown that an input-output (I/O) feedback linearized controller can be designed rationally by utilizing the time-scale properties of heave and pitch for an underwater vehicle. It is assumed that the dynamics of the vehicle is restricted to the vertical plane. An output-feedback control is designed, which stabilizes steady cruising paths. It is shown that the vehicle dynamics with acceleration as output becomes minimum phase. The dynamics can be transformed into a reduced system through a kind of partial linearization and singular perturbation technique. The reduced system is not only minimum phase but also exactly I/O linearizable via feedback. The I/O dynamic characteristics of the heave and pitch modes can be made linear and decoupled. Furthermore it becomes independent of cruising condition such as vehicle velocity. This study may help for designing autopilot systems for underwater vehicles.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.551-558
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• 2005

In this paper, horizontal manoeuvrability of an underwater vehicle near free surface was investigated. Planar Motion Mechanism(PMM) tests were performed at the shallow depth within 4.5 times of vehicle's diameter. Hydrodynamic coefficients related to the horizontal movement were estimated from the measured data using Least SQuare(LS) method and analyzed at each submerged depth. Furthermore, horizontal dynamic stability, trajectory of turning and zigzag test were investigated for the various depths. As underwater vehicle is positioned nearer to the free surface, forces increase and moment decreases. Tested model was found to be stable only at the depth 0.5 times of vehicle's diameter.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.447-452
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• 2008

본 연구에서는 만타형 수중운동체의 수평 및 수직 방향에 대한 자동제어 및 충돌회피 시스템을 확립하였다. PID 제어이론, 퍼지 추론 등이 적용되었으며, 시뮬레이션에 사용된 6자유도 운동 방정식은 이론계산과 구속모형 시험에 의하여 확립하였다. PID제어에 의한 심도제어 결과가 제시되었으며, UUV의 충돌 위험도는 가상 소나 시스템을 이용한 퍼지 추론으로 추정하였다. 이를 이용하여 만타형 수중운동체의 심도제어 시스템 및 충돌회피 시뮬레이션 시스템이 개발되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.382-390
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• 2009

The submerged body near the free surface is disturbed by the 1st and 2nd order wave forces, which results in unstable movements when no control is applied. In this paper, the vertical motions of the submerged body are analyzed, and the time-variant nonlinear system for the vertical motions of the submerged body is transformed to the time-invariant linear system in state space. Next, depth controller of the submerged body is designed by using LQR control, one of the modern optimal control technique. Numerical simulation shows that effective depth controls can be achieved by LQR control.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.252-255
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• 2011

Supercavitating torpedo uses the supercavitation technology that can reduce dramatically the skin friction drag. The present work focuses on the numerical analysis of the non-condensable cavitating flow around the supercavitating torpedo. The governing equations are the Navier-Stokes equations based on the homogeneous mixture model. The cavitation model uses a new cavitation model which was developed by Merkle(2006). The multiphase flow solver uses an implicit preconditioning scheme in curvilinear coordinates. The ventilated cavitation is implemented by non-condensable gas injection on backward of cavitator cone and the base of the torpedo. The comparison between the without and with ventilated cavitation numerical results, with ventilated cavitation using non-condensable gas injection is more efficient method.

• 한국가시화정보학회지
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• 제13권1호
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• pp.26-29
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• 2015

A laboratory experiment was carried out to observe and visualize ventilated supercavitation phenomena around a moving underwater body which is attached to a newly designed high-speed (Max. 20 m/s) carriage system in a wave tank. Compared to the existing many other experimental studies using cavitation tunnels, where the body is at rest and the fluid is in motion in a bounded or closed environment, the present experimental study deals with super-cavity formation in unbounded or free-surface bounded environments, where the body is in motion and the fluid is at rest. Main attention is paid to the effective visualization of the steady-state cavity formations around a moving body and, those cavity formations are reported pictorially according to the body speed, ventilated air-pressure, and with or without a cavitator.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2000년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.1441-1444
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• 2000

실시간 정보가 알려지지 않은 해저환경에서 자율수중 운동체(AUV, Autonomous Underwater Vehicle)가 성공적인 임무 수행을 완료하기 위해서는 주어진 목표지점까지의 안전하고 효율적인 경로설정이 선행되어야 한다. 이를 위해 평가함수(evaluation function)에 기반한 휴리스틱 탐색(heuristic search)이 사용되는데 대부분의 평가함수는 목표점까지의 거리, 소모되는 연료로 구성된다[1]. 본 논문에서는 영역전문가가 보유한 장애물회피 관련 경험적 정보(heuristic information)를 반영하여 보다 효율적인 평가함수를 고안하며 후보노드들간의 관계성을 고려한 퍼지관계곱(Fuzzy Relational Products) 기반 휴리스틱 탐색기법을 제안한다. 제안한 탐색기법의 성능을 검증하기 위해 수행시간(cpu time), 경로의 최적화(optimization)정도, 사용 메모리 관점에서 시뮬레이션을 통해 $A^*$ 탐색기법과 비교한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제19권2호
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• pp.227-235
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• 2016

Heavy-weight high speed underwater vehicle(HSUV) is launched from the submerged mother ship. For the safety point of view, it is important to confirm whether the HSUV would touch the launching mother ship. In this paper, the hydrodynamic force and moment were modeled by the polynomials of motion variables and the simple lift and drag acting on a plate and cylinder which consist of the HSUV's several parts. The mother ship was assumed as the Rankine half body to consider the flow field near the moving ship. Such hydrodynamic force and moment were included in the 6 DOF equations of motion of the HSUV and the dynamic simulations for the various conditions of the HSUV until the propeller activation were performed. Developed simulation program is expected to reduce the number of expensive sea trial test to develop safety logic of the HSUV at the initial firing stage.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.469-471
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• 2010

초공동 수중 운동체의 구조물은 수중 운동 시에 유동 마찰에 의해 생성되는 높은 축 방향 하중과 추력의 조합에 의해 좌굴 현상이 발생하게 되며, 이는 구조물의 손상과 연결된다. 따라서 운용하고자 하는 수동 운동체의 속도 범위에서 이러한 좌굴이 발생되지 않도록 구조 설계가 요구되며, 이는 유한요소 해석을 이용한 정적 및 동적 좌굴 해석으로 좌굴 예측이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 좌굴 해석을 위한 기초적인 소개와 유한요소 좌굴 해석에 필요한 고유치 해법을 소개하고, 좌굴 해석에 앞서 고유치 해법을 통한 고유 진동수 및 모드 형상을 DIAMOND/IPSAP 프로그램을 통해 예측하여 보았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2002

물체가 수중에 입수할 때, 원래의 운동에너지는 물체와 그 주위의 물에 부가질량 형태로 분배된다. 이러한 에너지 혹은 운동량의 전달에 기인하여 물체는 유체동력학적 충격력과 가속도를 받는다. 이러한 충격거동은 수중운동체의 공중 발사에 중요한 고려 요인이 된다. 본 논문에서는 구명정 모델을 바탕으로 원통형 물체의 입수에 대한 충격거동을 해석하는 근사기법을 제안하였다. 충격력은 von Karman의 운동량 이론으로 계산하고, 운동, 특히 가속도는 유체동력학적 힘의 평형에 의하여 유도된 운동방정식의 수치 적분으로 계산하였다. 제안된 방법은 입수충격을 받는 물체의 초기설계나 운동 해석을 위한 단순하면서도 효과적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.