• 대한조선학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.512-520
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• 2006

The effects of flexibilities of supporting structures on shaft alignment are growing as ship sizes are Increasing mainly for container carrier and LNG carrier. But, most of classification societies not only do not suggest any quantitative guidelines about the flexibilities but also do not have shaft alignment design program considering the flexibility of supporting structures. A newly developed program, which is based on innovative shaft alignment technologies including nonlinear elastic multi-support bearing concept and hull deflection database approach, has S basic modules : 1)fully automated finite element generation module, 2) hull deflection database and it's mapping module on bearings, 3) squeezing and oil film pressure calculation module, 4) optimization module and 5) gap & sag calculation module. First module can generate finite element model including shafts, bearings, bearing seats, hull and engine housing without any misalignment of nodes. Hull deflection database module has built-in absolute deflection data for various ship types, sizes and loading conditions and imposes the transformed relative deflection data on shafting system. The squeezing of lining material and oil film pressures, which are relatively solved by Hertz contact theory and built-in hydrodynamic engine, can be calculated and visualized by pressure calculation module. One of the most representative capabilities is an optimization module based on both DOE and Hooke-Jeeves algorithm.

• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 선체 하부에 moonpool과 bilge step을 장착한 새로운 개념으의 LNG-FPSO를 운동감소와 cargo, operation tank의 슬로싱 현상의 관점에서 기술하였다. LNG-FPSO의 주요제원은$L\times B\times D\times t(design)=270.0\times51.0\times32.32\times13.7(m)$ 이고 적용조건은 total corgo capacity of 161KT at 98% loading condition 이다. LNG-FPSO의 운동감소의 목적으로 2개의 moonpool과 선체하부 bilge 부분에 사각 step을 장착하였다. LNG-FPSO의 운동해석을 위해 단순화된 경계조건을 만족하는 선형화된 3차원 diffraction theory를 사용하였고 LNG-FPSO의 연성된 6-자유도 운동응답을 계산하였다. LNG-FPSO의 정확한 Roll 운동을 추정하기 위해 점성효과는 Himeno(1981)가 제안한 경험식을 사용하였다. Moonpool의 크기에 따른 운동감소의 경향을 파악하기 위해 이론적 계산과 실험적 방법으로 수행하였다. Moonpool 크기와 bilge step의 효과를 최적화하기 위해 총9가지의 case를 설정하였다. 이론 및 실험 결과로부터 본 LNG-FPSO는 moonpool과 bilge step의 장착으로 인한 감쇠력의 증가로 운동성능이 우수하다. 본 LNG-FPSO의 운동 응답중, 특별히 roll 운동이 다른 drillship, shuttle tanker등의 선박과 비교하여 상당히 작았고 이는 moonpool과 blige step의 장착으로 인한 효과로 판단된다. Cargo tank와 operation tank 크기를 검토 하기 위해 불규칙 해상중 sloshing 해석을 chamfer를 갖는 LNG-FPSO의 No.2, No.5 tank 벽면의 압력 분포와 자유표면의 time history에 초점을 맞추어 수행하였다. 최종적으로 tank 크기를 최적화 하였고 최적화된 tank는 선수사파와 횡파상태의 모든 filling에서 공진현상과 충격압력이 발생하지 않음을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-12
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• 1970

The propeller induced pressure fluctuation around a ship's stern is one of the interesting problems from viewpoints of the noise and vibration. Most of the experimental works on the subject employ pressure transducer attached on hull surface near the propeller. In the technique, the measured pressure includes the hydrodynamic pressure transducer attached, if they exit. Hence, the separation of the additional pressure due to vibration from the measured pressure is essential for the determination of true values of the propeller induced pressure. In this paper, to contribute to the separation method, the author investigated the additional hydrodynamic pressure as below, based on the numerical calculation. (1) Hydrodynamic pressure on the body surface of two dimensional cylinders of some mathematical sections such as ellipse, rectangle, Lewis form of hypotrocoidal charactor and curvilinear-element section with chines oscillating vertically at high frequency in a free surface. (2) Hydrodynamic pressure on the surface of the shell plate in local vibration in an ideal fluid.

• 대한조선학회지
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• 제26권1호
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• pp.11-23
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• 1989

자유표면을 고려하지 않은 경우 선체주위의 3차원 점성유동을 수치해석하는 전산프로그램을 작성하였다. 복잡한 선체를 합리적으로 처리할 수 있는 body-fitted 좌표계를 사용하고, 난류모델은 $k-\varepsilon$모델을 채택하였다. Reynolds 방정식의 준 3차원 형태를 수치해석하도록 하였다. 작성된 전산프로그램의 합리성과 수치해석적 성능을 파악하기 위하여 단면이 3:1 타원단면의 모델과 SSPA-720 콘테이너 선형을 이용하여 수치해석의 결과와 실험데이터를 비교하였다. 평균속도분포와 압력의 분포는 위 모델의 풍동시험결과와 전반적으로 잘 일치하고 있으나, 난류운동에너지는 선미 부근에서 실제보다 많이 예측되고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.198-206
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• 2020

In this study, the dynamic structural behavior of pressure vessels due to pressure pulse initiated by implosion of neighbouring airbacked equipments including Unmanned Underwater Vehicles (UUV), sensor system, and so on were dealt with for the structural design and safety assessment of pressure hulls of submarine. The dynamic buckling and collapse responses of pressure vessel in deep sea were investigated considering the effects of initial hydrostatic pressure and fluid-structure interactions. The governing equations for circular cylindrical shells were formulated theoretically assuming a relatively simple displacement fields and the derived nonlinear simultaneous ordinary differential equations were analysed by developed numerical solution algorithm. Finally, the introduced safety assessment procedures for the dynamic buckling behaviors of pressure hulls due to implosion pressure pulse were validated by comparing the theoretical analysis results with those of experiments for examples of simple cylinders.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.631-636
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• 2005

One and three dimensional whipping response analyses of a naval surface combatant subjected to an underwater explosion bubble pulse were carried out to compare the efficiency and accuracy according to the modeling methods. In 1-D analysis, program UNDEXWHIP developed by KIMM was used, which is based on the thin-walled Timoshenko's beam theory and on the modal analysis method using wetted vibratory modes of the hull girder. In 3-D analysis, three finite element models were suggested using LS-DYNA/USA code, such as 3-D beam model considering geometric shape of wetted side shell, coarse and fine 3-D F.E. models. Through the comparison of results from the 1-D and 3-D analyses, it could be confirmed that 1-D analysis result is in good agreement with 3-D analysis ones, and that fine 3-D F.E. model, shock analysis one, is also used both in the shock response and whipping response analyses for the analyst effort and time savings.

• 대한조선학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-10
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• 1990

본 논문에서는 얇은 배 이론, Hess & Smith방법, 유사실적자료 및 모형실험결과를 이용하여 고속콘테이너선의 선형을 개발한 연구결과가 소개도어 있다. 양력면이론에 의해 설계된 고효율 프로펠러는 캐비테이션과 변동압력에서 좋은 성능을 보였으며, 유한요소법에 근거한 최적설계기법으로 선체구조설계와 선체진동해석을 수행하였다. 끝으로, 새로이 개발된 본 고속콘테이너선의 성능을 실선 시운전결과와 비교, 검토하였으며, 이로부터 속력, 진동 및 기타성능에 있어서의 우월성이 확인되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2001

본 논문에서는 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식을 수치 해석하여 자유표면을 포함한 선체 주위의 난류 유동을 계산하였다. 정규격자 상에서 공간의 이산화는 2차 정도의 유한차분법을, 시간의 적분에는 4단계 Runge-Kutta법을 이용하였고, 난류 닫힘 조건을 만족시키기 위해 Baldwin-Lomax 난류 모형을 사용하였다. 자유표면의 위치는 운동학적 경계조건식을 Lax-Wendroff법으로 풀어서 구하였고, 자유표면과 격자 경계면을 일치시키기 위해 매 시간마다 새로 계산된 자유표면 위치에 맞추어 격자를 새로 구성하였다. 속도와 압력에 대한 경계조건은 자유표면에서 점성을 무시하여 근사한 동역학적 조건을 적용해서 구하였다. 본 연구에서 개발된 수치해법을 검증하기 위하여 실험자료가 많은 Wigley 선형과 Sries 60 $C_B=0.6$ 선형에 대해 수치계산을 수행하였고 계산된 선체 주위의 파형이 실험 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.112-112
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• 2018

알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수한 경량 재료이다. 그 중 Al-Mg계 5083 Al 합금은 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되고 있다. 이는 선체 중량의 경량화로 인해, 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선박의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고, 압력 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라, 염소이온이 존재하는 해수환경에서는 침식과 부식의 시너지효과로 인하여 재료의 손상이 더욱 가속화된다. 이에 대한 다양한 방지책들이 제안되고 있으나, 강한 충격압을 동반한 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 다소 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 5083에 대하여 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하며 침식-부식 손상이 최소화 되는 전위 구간을 규명하고자 하였다. 먼저, 분극 실험을 선행하여 재료의 전기화학적 거동을 파악 한 후 적용 전위구간을 선정하여, 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 전기화학적 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 $25^{\circ}C$의 해수 하에서 실시하였으며, 시험편의 노출면적은 $3.24cm^2$으로 하였다. 분극 실험은 개로전위로부터 +3 V까지 2 mV/s의 분극속도로 전위를 인가하였고, 기준전극으로 Ag/AgCl, 대극으로 백금전극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 대향형 진동법으로 진동수 20 kHz, 진폭 $30{\mu}m$ 진동을 20분간 가하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상경향 파악을 위하여 3D광학현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.267-274
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• 2018

연 근해어선들은 운항 또는 조업시 안정성(복원성능 및 횡동요 저감 성능)을 향상시키기 위해 여러 가지 부가물을 설치하며, 일반적으로 Fig. 1과 같이 세 가지로 분류할 수 있다. Bare hull을 포함하여 각 부가물이 단독으로 부착된 경우 3가지, 복수의 조합으로 부착된 경우 3가지 그리고 3가지 모두 부착된 1가지에 대하여 수치 계산을 수행하였다. Table 1은 Bare hull에 대한 주요치수를 나타낸 것이고, Table 2는 3가지 부가물에 대한 주요치수를 기술하였다. 3가지 선체 부가물에 대하여 CFD에 의한 유체동역학적 성능을 평가하였다. 각각의 부가물에 대하여 단독, 2개씩 조합된 복수 그리고 3개 모두 부착된 경우에 대하여 평가를 하였다. 1번 부가물의 경우 압력저항이 마찰저항보다 차지하는 비율이 큼을 알 수 있었다. 2번과 3번 부가물의 경우 압력저항과 마찰저항이 거의 대동소이 함을 알 수 있었다. 복수조합과 3가지 모두 부착된 경우 부가물 상호간의 상관관계는 매우 작음을 알 수 있었다. 11노트에서 2번 부가물과 모든 부가물이 부착된 경우 유효마력 관점에서 약 9 % 차이를 보였다.