• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.546-550
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• 2010

무인잠수정이 원하는 경로를 추종할 수 있도록 안정적인 운항제어를 수행하기 위해서는 잠수정의 동역학적 특성을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 수중에서 거동하는 무인잠수정의 동역학적 특성은 제어입력뿐만 아니라 유체력계수에 의해 주로 결정되므로, 이러한 계수값을 정확하게 아는 것이 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 유체력계수는 PMM 시험과 같은 실험적 방법을 통하여 얻게 되지만 실험방법의 어려움과 실험장비들의 부정확성으로 인한 오차에 의하여, 얻어진 값들의 신뢰성이 많이 저하된다. 계수값들을 구할 수 있는 다른 방법으로는, 확장칼만필터 등과 같은 모델기반 추정 알고리즘을 통하여 유체력계수를 추정하는 것이다. 본 논문에서는 확장칼만필터를 이용하여 유체력계수를 추정하도록 하였으며, 설계된 추정 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 기존에 수행된 PMM 시험에 의해 얻어진 유체력계수의 실험값과 비교 분석하였다. 또한 본 논문에서는 만타형 무인잠수정을 이용하여 원하는 경로를 추종할 수 있도록, 추정된 유체력계수를 사용하여 수심제어 및 방향제어를 위한 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였으며, 충분한 정확도를 가지고 원하는 경로를 추종함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.29-32
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• 2012

변장비의 변화가 사각실린더에 작용하는 유체력에 미치는 영향을 알기 위해 EDISON_열유체를 사용하여 수치해석을 하였다. 낮은 레이놀즈수 영역($100{\leq}Re{\leq}200$)에서 사각실린더의 변장비(W/H)를 0.5, 0.75, 1, 2로 변화시키며 해석을 수행하였고, 레이놀즈수와 변장비에 따른 스트로할수(St), 항력계수($C_D$), 양력계수($C_L$)를 비교하였다. 본 논문에서는 레이놀즈수와 실린더의 변장비가 스트로할수, 항력계수, 양력계수에 미치는 영향을 알아보는 데 중점을 두었다. 해석결과 레이놀즈수가 증가하고 변장비가 감소할수록 스트로할수, 항력계수, 양력계수가 증가하는 것을 확인하였다. 본 논문을 통해서 레이놀즈수와 사각실린더의 변장비가 사각실린더에 작용하는 유체력에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권8호
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• pp.667-671
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• 2005

이 연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와의 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기본적인 선박제원 중 선체 유체력 미계수와 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 또한 이를 활용하여 유체력미계수에 대한 새로운 경험식을 제시하였다. 이를 활용하면, 초기 선형 설계 시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.933-940
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• 2017

선박의 다양한 흘수 및 트림 조건은 조종성능 추정을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 세 종류의 흘수 및 트림 조건에서의 해상 시운전 자료를 바탕으로 하여 선체 유체력 미계수를 추정하였다. 시스템 식별법(system identification)의 하나인 수학적 최적화(mathematical optimization method) 및 Rheinmetall Defense사의 선박 운동 모델을 적용한 fast time 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 시운전 항적데이터 및 관련 시뮬레이션 자료를 이용하여 선체 유체력 미계수를 추정하였다. 최적화 된 계수를 적용한 시뮬레이션 결과는 기존 계수 추정식을 사용한 시뮬레이션 결과와 대비하여 해상 시운전 계측 결과와 유사함을 보여주었으며 추가로 진행된 2차 검증 결과에서도 상대적으로 높은 유사함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.151-151
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• 2023

무인잠수정의 정밀한 제어 시스템 개발에는 높은 정도의 조종 유체력 미계수 추정이 필수적이다. 전통적으로 조종 미계수는 모형을 이용한 실험(사항, Planar Motion Mechanism, Rotating Arm)과 단순한 이론과 경험을 기반으로 개발된 경험식으로 추정하였다. 그러나 최근 크게 향상된 계산기 성능의 발전은 전산유체역학의 적용성을 크게 확대하였다. 따라서 본 논문에서는 만타형 무인잠수정의 조종 유체력 미계수 추정을 위한 전산유체역학 해석기법을 개발하고자 한다. 특히, 수직 동적 PMM 시험법에 관한 해석기법을 중점적으로 개발한다. 개발된 기법을 이용하여 만타형 무인 잠수정의 6자유도 유체력을 추정하고 그 결과를 실험과 비교하여 개발된 기법을 검증한다. 본 연구에서는 1/6 모형을 이용한다. 수치해석기법 개발은 RASN 기반 상용 해석소프트웨어인 STAR-CCM+를 사용하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.52-57
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• 2002

본 논문은 고온 고압의 유체를 수송하는 해저 파이프의 좌굴 현상에 대해서 논하였다. 고온 고압의 유체를 해저 파이프로 수송 할 때, 수송되는 고온 고압의 유체와 수위 해저의 온도와 압력들의 차에 의해서 유체 수송 파이프는 축 방향으로 압축력을 받게 되고 이 압축력을 견디지 못하면 수송 파이프는 수직 방향의 좌굴 현상이 발생하게 된다. 논문에서는 "semi-empirical design method"를 사용하여 수송 유체의 온도와 압력의 여러 가지 변화에 따라 파이프의 축 방향 압축력을 계산하고 수직 좌굴 현상에 따른 안전계수를 구하여 파이프의 초기 설계 결정에 도움을 주고자 했다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.389-394
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• 2017

본 논문에서는 수중운동체 중 하나인 잠수함의 코닝타워(Conning tower) 위치 및 제어판 형태에 따라 4가지 타입별로 나누어 회전팔 시험(Rotating arm test)을 실시하였다. 또한 본 RA 시험을 통하여 유체력 미계수를 추정하였으며 수평면 운동에 대한 동적 안정성(Dynamic stability)을 평가하였다. 특히, 자유수면의 영향으로부터 자유로운 심도비(Depth ratio) 6.0에서 힘과 모멘트를 측정한 후, 다중회귀분석을 이용하여 유체력 미계수를 추정하였다. 최종적으로 선형유체력 미계수를 이용한 수평면 동적 안정성 지수를 산정함으로써 잠수함 타입별 특성이 동적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.693-700
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• 2003

CFD를 이용하여 풍하중을 받는 구조부재의 Indicial 함수를 구하고 이로부터 플러터 계수를 얻는 방법을 제안한다. 이를 위해 유한요소법을 이용한 CFD 프로그램을 개발하고 이것을 사용하여 순간적 영각 변화에 따른 공기력계수의 시간적 변화, 즉 Indicial 함수를 구한다. 이 함수를 Fourier적분하여 플러터 계수를 구한다. 이 방법에서는 유체 속에서 진동하는 물체를 직접 시뮬레이션 하는 대신에 일정한 영각을 갖는 고정된 구조물의 수직력 및 회전력의 시간적 변화만을 구하면 된다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 단면비가 다른 2개의 직사각 단면에 대해 본 연구에서 개발한 프로그램을 사용하여 플러터 계수를 구하고, 또 풍동실험을 실시하여 같은 단면에 대한 플러터 계수를 구하여 서로 비교하였다. 본 연구결과는 교량의 예비설계 단계에서 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.631-636
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• 2014

본 연구는 전산 유체 해석 프로그램인 EDISON_CFD 해석 결과 산출 된 정적공기력계수(양력계수, 항력계수)를 이용하여 교량 단면의 갤로핑(Galloping)에 대한 안정성 평가를 실시하는데 그 목적이 있다. 특히 해상 교량은 장대 교량인데다 높은 풍속까지 견뎌 내야 하므로 내풍 안정성 검토의 중요성이 부각되고 있다. 전산 해석에 사용된 교량은 이순신 대교와 거가 대교의 표준 단면을 사용하였으며, 받음각과 풍속의 변화를 주어 높은 레이놀즈수 영역에서 공기력계수의 변화에 대해 검토하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.125-127
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• 2010

예부선 운항시 부선의 전방에 위치한 예선에 의한 유동 변화가 부선에 작용하는 동유체력 변화에 미치는 영향을 회류수조 모형시험을 통하여 분석하였다. 이를 위하여 예선에 의한 간섭영향계수를 예부선의 상태변수와 간격 거리 등의 함수로 모델링하고, 모형시험 조건을 도출하였다. 회류수조 모형시험을 수행하여 예부선 상태에 따른 간섭력 계측, 파형 변화 현상 해석, 예선 간섭 유체력 분석을 수행하였다.