• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.687-694
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• 2019

초경량 항공기 구조의 날개 보로 사용되는 원통형 복합재료 날개 보는 굽힘 모멘트와 전단하중을 동시에 받고 있는 구조물이다. 하지만 기존의 일반 원통형 보는 상하부의 굽힘 모멘트, 좌우부의 전단하중을 지지하는 구조적 특성을 고려하지 못하므로 비효율적일 수 있다. 따라서 섬유각 또는 복합재료를 적절히 배열하여 효율적으로 구조물을 만드는 것이 필요하다. 본 연구에서는 원통형 복합재료 보의 굽힘강도와 전단강도의 증가를 위해 보의 단면을 상하좌우로 분할하여 적층순서를 달리함으로써 효율적인 하중지지가 가능하게 하였다. 상용 프로그램 MSC/NASTRAN을 이용한 구조해석을 통해 원호 분할각과 섬유각에 따른 수직변위, 수직변형률, 전단변형률 계산하였다. 계산 결과에 따르면 새롭게 제안된 원통형 보의 분할각과 섬유 방향각을 선택하여 구조 강도를 증가시킬 수 있음을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.399-406
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• 2016

대형 풍력터빈은 지상 전단 흐름 내에서 회전하면서 주기적인 유입속도의 변동 조건 하에 운용된다. 수직 전단흐름에 의해서 경계층 내의 유입 속도는 최고점에서 속도가 최대가 되고 최저점에서 속도가 최소가 된다. 이러한 공간적인 풍속 분포는 풍력터빈 로터의 허브와 저속회전축에서 6분력 하중에 대한 주기적인 진동을 야기한다. 본 연구에서는 수직 전단 흐름 효과를 무시한 균일 흐름장과 지상 전단 흐름효과를 고려한 두 가지 경우에 대한 공력 하중을 비교분석하였다. 계산 결과로부터 허브에서의 추력과 굽힘모멘트, LSS의 굽힘모멘트가 크게 변동하는 결과를 보여주었다. 따라서 지상 전단흐름 효과를 반영한 공력 해석이 피로 해석을 위해서 반드시 필요함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.47-54
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• 2004

Exact solution on the vertical responses of ships having uniform sectional properties in waves is derived. Boundary value problem consisted of Timoshenko beam equation and free-free end condition is solved analytically. The responses are assumed as linear and wave loads are calculated by using strip method. Vertical bending moment, shear force and deflection are calculated. The developed analysis model is used for the benchmark test of the numerical codes in this problem. Also the application on the preliminary design of barge-like ships and VLFS (Very Large Floating Structure) is expected.

• 동력기계공학회지
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• 제14권1호
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• pp.53-58
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• 2010

A three-dimensional source distribution method is presented for the prediction of motions and vertical bending moments of ships travelling with forward speed in regular waves. Comparisons between theoretical and experimental results are shown for the motion responses and vertical bending moment of the S175 container ship model by Watanabe et al. The model ship was made of synthetic resins so as to simulate bending rigidity of a full scale ship. Numerical results are compared with experimental and numerical ones obtained in the literature. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.503-509
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• 2014

This paper describes the time-domain numerical method for prediction of slamming loads on a ship in waves using the strip theory. The slamming loads was calculated considering the relative vertical velocity between the instantaneous ship motion and wave elevation. For applying the slamming force on a ship section, the momentum slamming theory and the empirical formula-based bottom slamming force were used corresponding to the vertical location of wetted body surface. Using the developed method, the vertical bending moments, relative vertical velocities, and impact forces of S175 containership were compared in the time series for various section locations and wave conditions.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.185-190
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• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 평판형태의 시험편에 굽힘 모멘트가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 굽힘 응력과 전단응력, 변형에너지에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 섬유가 다축구조를 형성하고 있어 굽힘조건에서 응력을 효과적으로 분산할 수 있다. 이때 적층각도에 따라 다양한 물성을 보이게 되는데, 섬유의 수평방향인 Stacking angle $0^{\circ}$에서부터 수직방향인 $90^{\circ}$에 이르기까지의 결과에 있어, Stacking angle이 증가함에 따라 등가 응력과 전단응력이 점차 줄어들며 $60^{\circ}$를 기점으로 다시 증가함을 보이고 있다. 본 연구결과를 토대로,적층각도에 따른 평판에서의 굽힘으로 인한 파손특성을 해석적 접근을 통해 고찰하였으며, 본연구는 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있다고 사료된다. 또한 평판 형상으로서의 디자인적 요소를 융합기술에 접목함으로서 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.143-152
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• 2010

우리나라 최초의 정지궤도위성 개발을 위하여 발사 시 발생하는 진동환경을 지상에서 구현하기 위한 전체 시스템 구축 및 검증이 요청되었다. 정지궤도위성은 기존 개발 위성대비 중량이 대폭 증가하여 수직 가진시스템의 경우, 신규 가진시스템 개발이 필요하였다. 수평 가진시스템은 고정용 치구와 슬립테이블의 열특성 차이에 따른 확인 및 수평방향 가진 시스템의 모멘트 성능 검증이 요청되었다. 또한 데이터 습득 요구 채널의 증가로 인하여 신규로 제어 및 습득 시스템을 구축하였다. 본 연구에서는 진동환경 시스템 전체에 대한 검증 과정 및 안정성 향상을 위해 적용한 여러 기법들을 소개하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.534-540
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• 2012

The global performance of various ships estimated by simplified formulae of classification societies is compared with the numerical results by a strip-theory-based whipping analysis program including slamming impact(USLAM). Heave acceleration, pitch angle and the vertical acceleration are compared and the effectiveness of simplified formulae is evaluated. Four different ship models are used for comparison study, which include S175, Flokstra, 6000TEU and 8100TEU container ships. In order to verify the numerical results, the vertical bending moment of S175 is compared with the results of ITTC workshop data.

• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제33권6호
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• pp.632-640
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• 2019

Desalination plant ships have been recently regarded as one of the probable solutions for drought seasons in many countries. Because desalination plants should be mounted on the desalination ships and special purpose storages such as salty waste water tanks are necessary, onboard and compartment arrangements would be distinguished from those of other conventional commercial ships. This paper introduces some basic design procedure including resistance/propulsion and seakeeping performances. The ship lines were improved step by step after modification of the ship lines and verification of resistance/propulsion performances using computational fluid dynamics (CFD). After finalization of the ship lines, the seakeeping performance was also evaluated to check motion behaviors and drive wave-induced loads such as the wave shear force and bending moment. It was proved that the predicted long-term vertical wave shear force and bending moment were significantly less than the rule-based ones, thus it is expected that the deliverables of this study will reduce the construction cost of desalination plant ships.