• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권6호
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• pp.674-682
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• 2003

선박 자율운항시스템(autonomous navigation system)이란 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 주변 상황변화를 예측하고 대처하는 항해 전문가의 능력을 전산화한 것이다. 선박 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어 그리고 이를 통합하는 아키텍처로 구성되어 있다. 운동제어시스템은 선박의 유체학적 특성을 고려하여 해도 상에 원하는 위치로 선박을 이동하기 위해서 추진 및 조타장치를 제어하는 시스템으로 자율운항제어시스템에 필수적인 구성 시스템 중에 하나이다. 본 논문은 운영플랫폼인 가상세계시스템을 기반으로 운영되는 선박자율운항시스템과 운동제어시스템의 연동과 구현에 관한 연구이다. 운동제어시스템은 충돌회피시스템으로부터 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 전달받아 조타 및 추진치로 변환하고 조타장치와 추진장치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서 선박 운동 특성을 수학적으로 모방하는 Oldenburger의 제어 이론에 기반하여 선박운동제어기를 개발하고 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.688-696
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• 2023

본 연구에서는 어선의 운동성능을 향상하기 위해 부착되는 부가물의 조합과 파라미터 변경에 따른 어선의 자유 횡 동요 감쇠와 저항 성능을 평가하였다. 성능 평가를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용한 수치해석을 수행하였으며, 주요 부가물인 빌지킬과 선저킬의 조합과 치수 변경에 따른 횡 동요 주기와 감쇠 계수의 변화를 확인하였다. 선저킬의 경우 길이가 변화함에 따른 횡 동요 감쇠 계수의 변화가 상대적으로 크지 않음을 확인하였다. 반면 빌지킬의 경우 길이와 각도의 증가에 따라서 횡 동요 감쇠 계수가 증가함을 확인하였다. 4가지 부가물 조합 조건과 나선의 저항 성능을 비교하였으며, 부가물에 의한 어선의 자세와 압력분포의 변화로 인해 저항이 증가함을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 부가물 크기와 배치가 어선의 운동 및 저항 성능에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 어선 적용 시에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.35-40
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• 2005

선박의 조종운동은 선체와 프로펠러 그리고 타의 연성 운동의 결과로서 선박 조종성능을 향상시키기 위해서는 각 요소의 적절한 평가 및 보완이 필요하다. 본 연구에서는 조종성능 향상 기법의 일례로 특수타의 일종인 플랩타 주위의 유동특성을 유동가시화 시험기법과 PIV 해석을 이용하여 알아본다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제37권2호
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• pp.96-104
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• 2000

이 논문에서는, 동일한 제어 대상이 대칭 구조로 상호 결합된 대규모 시스템(large-scale systems)의 선형 모델의 제어에 강건한 H/sub ∞/제어 설계 방법을 적용하였다. 2D 수평운동 로봇 시스템에 대하여, 부분 제어 대상에 대한 외생 입력을 하나의 부분 시스템에 대한 불확실성으로 간주하고, 이 불확실성에 대하여 강건 안정 성능을 가지는 H/sub ∞/ 강건 제어기를 설계하였다. 설계된 H/sub ∞/ 제어기의 성능은, 모의/실물 실험을 통하여, PD제어기의 성능과 비교하여 검토하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제5권3호
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• pp.35-44
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• 2002

계류된 사각형 부유식 방파제의 파랑제어성능에 대한 해석적인 연구를 수행하였다. 고유함수 전개법을 사용하여 사자형 부유식 방파제의 운동특성과 투과율을 살펴보았다. 계류삭의 강성계수는 선형 탄성스프링으로 가정하였다. 고유함수전개법을 사용한 해석결과는 유한요소법을 사용한 수피계산결과와 전 주파수에 걸쳐 잘 일치함을 보여주었다. 사각형 부유식 방파제의 단면형상과 계류삭의 특성 능과 간은 중요한 선계변수들과 입사파의 파장을 바꿔가면서 파랑 제어성능을 살펴보았다. 그 결과 적절히 설계된 부유식 방파제는 효과적인 파랑제어구조물로 활용이 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.516-527
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• 2011

This paper considers a numerical analysis of ship maneuvering performance in the high amplitude incident waves by adopting linear and nonlinear ship motion analysis. A time-domain ship motion program is developed to solve the wave-body interaction problem with the ship slip speed and rotation, and it is coupled with a modular type 4-DOF maneuvering problem. Nonlinear Froude-Krylov and restoring forces are included to consider weakly nonlinear ship motion. The developed method is applied to observe the nonlinear ship motion and planar trajectories in maneuvering test in the presence of incident waves. The comparisons are made for S-175 containership with existing experimental data. The nonlinear computation results show a fair agreement of overall tendency in maneuvering performance. In addition, maneuvering performances with respect to wave slope is predicted and reasonable results are observed.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.151-157
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• 1999

원심 펌프내 3차원 유동 특성을 고찰하기 위하여 혼류형 원심펌프의 내부유동특성을 수치적 고찰하였다. 회전차 내의 유동현상에 대한 상세한 해석과 이해는 원심펌프의 주요 요소들에 대한 성능 예측에 있어 매우 중요하다. 회전차 내부의 유동은 3차원 점성효과가 지배적이기 때문에 펌프 성능에 중대한 영향을 준다. 회전차내의 3차원 점성유동은 주 영역인 등엔트로피 유동과 원심력과 Coriolis힘에 의한 경계층의 변화, 벽면의 전단응력, 2차 유동(secondary flow)등의 영향에 의한 비가역 영역으로 구분한다. 저 운동량 영역을 만드는 회진차 내부의 점성 유동은 정체영역(blockage)과 실속(stall)이라는 비가역 영역을 만들게 되는데, 결과적으로 펌프의 성능과 효율저하를 유발시킨다. 특히 Coriolis힘과 원심력은 비가역 영역을 증대시키는 가장 큰 힘이라는 사실을 알았다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.847-849
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• 2009

무릇 모든 상업용 자동차의 설계에 있어 자동차 성능과 그 한계치를 미리 안다는 것은 중요한 일이다. 자동차의 성능이 결정되어야 필요한 동력기관인 전동기의 전력, 배터리 사양, 자동차의 무게 등을 설계, 결정할 수 있다. 본 논문에서는 전동스쿠터의 정격설계에 필요한 사양을 계산하기위하여 필요한 스쿠터의 운동방정식과 힘에 대하여 검토한다. 그리고 미리 주어진 제원 값에 따라 운동방정식에서 전동기설계에 필요한 파라미터 값을 얻는다. 전력소비특성, 정속운전에 필요한 전력범위, 정속 주행시 최대주행거리 등의 시뮬레이션 결과, 전동기 치수와 성능설계에 필요한 주요 파라미터인 전류 값의 한계치를 추정할 수 있게 되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.270-270
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• 2019

관성측정장치(Inertial Measurement Unit)는 선박, 잠수함, 항공기 등 여러 응용분야에서 적용되어 자세 측정 영역에 주로 사용되고 있지만, 이런 장비는 고가의 장비이기 때문에 특수 분야에서만 한정적으로 이용되어 왔다. 본 연구에서는 저가의 관성측정장치(Inertial Measurement Unit)를 이용하여 실시간으로 선박의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정함으로써 선박의 감항성을 확인하며, 더 나아가 실선 선박의 저항 및 조종성능 추정을 위한 유체력 미계수 추정을 위한 연구방법을 고안하였다. 이에 본 연구는 실제 해상에서 선체 운동요소를 계측하고, 계측된 데이터의 처리 및 해석을 통하여 선박의 종합적인 안전성 평가 및 실선의 저항 및 조종성능 추정을 행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권4호
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• pp.363-367
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• 2009

제한수역에서는 Bank cushion과 Squat의 작용으로 인하여 선체의 운동특성이 변한다. 실선을 통한 제한수역에서의 조종성능의 측정은 선박의 안전 때문에 어려운 실정이다. 본 연구에서 제한수역에서의 측벽효과와 Squat에 관한 정보를 얻기 위해 수치모델을 이용하여 선박의 운동을 모사하였다. 선박과 안벽의 거리가 좁을수록 선수방위는 많이 변하였다. 선수방위의 최대 변화치는 선폭에 대한 이안거리의 비(D/B)=0.2에서 $22.37^{\circ}$를 나타내었다. Squat는 속력이 빠를수록 흘수가 작을수록 커졌다. Squat의 최대치는 흘수에 대한 수심(H/d)=1.25, 속력 8knot일 때 0.29m였다. 선박의 안전운항을 위하여 제한수역에서는 감속이 가장 중요한 요소인 것으로 나타났다.