• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.50-59
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• 1997

선박의 시운전 수행 이전에 엔진 및 프로펠러의 작동상태를 체크하기 위하여 때때로 안벽계류 중에서 주기 및 발전기의 성능시험을 수행하는 데, 이때 주기관을 100% 작동시키는 것은 계류용 로프 및 안벽 비트의 강도 문제등의 여러가지 위험 부담을 갖게 된다. 본 연구는 이러한 시험에 대한 안전성 검토를 위해 필요한 프로펠러의 추력의 추정을 목적으로 하고 있다. 대상선은 최근에 건조한 대형 컨테이너선이며, 실선시험은 안벽계류 상태에서 수행되었기 때문에 프로펠러는 수면위로 노출되어 있는 상태에서 작동되었다. 이러한 낮은 프로펠러 축 몰수 수심에서 작동하는 안벽계류 상태에서의 프로펠러의 특성을 조사하기 위해 모형시험을 수행하였으며, 이들 시험결과로부터 안벽계류 시험중의 프로펠러의 추력에 관한 약산식이 도출되었다. 그 결과 프로펠러의 특성은 축 수심에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있으며, 특히 축 수심이 작아 프로펠러가 수면위에 노출되어 있는 경우에는, 같은 축 수성에서도 프로펠러 회전수에 지배되는 특성이 파악되었다. 한편 심수 중에서 작동하는 프로펠러에 대해서도 추력에 대한 추정식을 도출하여 실선 시험 담당자가 사용하기 쉽게 하였으며, bollard pull에서의 FPSO(Floating Production Storage and Offloading tanker based system) 의 프로펠러의 추력 계측값과 비교 검토 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.264-272
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• 2011

도크 내 공정을 마치고 진수된 선박은 안벽에 계류된 상태로 주기관 등의 시험 검사를 수행하게 된다. 주기관 시험을 수행할 경우 선박은 안벽에 고정된 상태에서 수면 위로 날개가 노출된 프로펠러를 회전시켜야 하므로, 이때 발생하는 추력과 토오크를 예상하여 안전상 문제가 없도록 시험 조건 선정 및 설치를 수행하여야 한다. 날개가 수면위로 노출된 프로펠러는 회전수 및 축 잠김 깊이에 따라 수면 노출 및 공기 유입 등의 영향으로 추력 및 토오크 감소율이 변화하게 된다. 본 논문에서는 당사 실적 선박 프로펠러에 대해 모형 시험과 수치 해석을 통하여 회전수 및 축 잠김 깊이에 따른 추력 및 토오크 변화 특성을 파악하고 이를 바탕으로 부분 침수 프로펠러의 bollard pull 조건에 대한 추정식을 도출하였다. 도출된 추정식을 실선 계측 결과와 비교하여 정도 높은 추정 결과를 제공하고 있는 것을 확인하였다.

• 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.

• 동력기계공학회지
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• 제11권1호
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• pp.98-106
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• 2007

This paper presents a statistical prediction procedure for the propeller racing of ships with twin screw propellers sailing in ocean waves. The propeller racing is one of the most important factors of seakeeping qualities in relation to the safety of main engine and shafting system. It is especially significant key word for designing the twin-screw-propeller-type ship in view of allowable maximum propeller diameter etc.. In former studies, the propeller racing generally means the situation (propeller exposed) in which the relative motion amplitude between ship hull and wave surface would exceed a depth of point in rotary disk propeller. Therefore, it seems that the magnitude of the amplitude and its exceeding frequency have been examined as a principal subject of study as usual. However, the time during which the amplitude exceeds a depth of point must be also one of most important factor affecting the trend of propeller racing. This paper proposes a simply practical method for estimating the time lasting of exposed propeller related to twin screw propeller racing in rough confused seas on the basis of the statistics. Then, it is confirmed that the practical method is useful and convenience for considering the propeller racing in the stage of the basic design.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.16-20
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• 2003

최근 어선어업 주변환경의 급속한 변화는 기존 어선어업의 구조조정과 새로운 사회, 경제적 환경에 부응하는 선형개발의 요구로 이어지고 있다. 한편, 서ㆍ남해 연안에서 작업 및 항해하는 연안어선들은 노출된 프로펠러에 어망, 로프 등이 감기는 사고가 매년 증가하고 있는 실정이다. 본 연구는 이상과 같은 관점에서 연안어선의 해난사고 방지를 위해 기존 선미형상을 수정한 프로펠러 보호터널 부착 연안어선을 대상으로 모형시험을 통하여 세미워터제트형 연안어선의 주요성능을 분석, 검토한 것이다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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• pp.1-3
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• 1996

수중 트랜스듀서는 진동하는 물체위에 설치되어 다양한 외부 소음원이 유입되는 환경에 노출되어 있다. 외부 소음원으로는 선체 진동. 프로펠러 소음, 그리고 유동 유기 소음들을 들 수 있고, 트랜스듀서의 실제 작동시 이들의 레벨이 상당히 높아서 센서의 정확한 작동에 장애가 되고 있다. 본 논문에서는 외부 소음원에 무관한 고 정밀, 저 소음 특성을 지닌 음향센서를 개발하기 위하여 유한요소법 (FEN)을 사용하여 소음 전달 특성을 분석하고, air pocket과 음향 감쇠층의 다양한 조합으로 이루어진 구조를 개선한 음향센서의 설계 및 내소음성 평가를 하였다. 또한 사용한 음향 감쇠층의 최적 물성을 제시하고자 한다. 그 결과 센서 측면 하단부에 소음원이 위치할 경우 가장 큰 잡음 신호로 작용하며, 구조를 변경한 결과 기존 음향센서에 비해 55% 이상 내 소음성을 증진 시켰다. 그리고 음향 감쇠층의 최적 음향 임피던슨는 1 Mrayl 이하 혹은 4mrayl 이상으로 분석되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1083-1090
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• 2012

동합금은 내식성이 우수하기 때문에 선박 프로펠러, 펌프 임펠러등 많은 주물재료로 사용되고 있다. 또한 해양구조물 및 대체에너지 산업의 급성장으로 수요가 증가하는 추세이다. 그러나 해수환경에 장시간 노출되어 고속 회전함에 따라 발생되는 침식 및 캐비테이션 손상 때문에 잦은 수리가 요구된다. 이러한 동합금의 내구성을 향상시키기 위해서 표면개질방법의 하나로 워터캐비테이션피닝 기술이 주목받고 있다. 이 기술은 열영향이 없고 환경친화적이며 주물재료에 특히 유용한 기술이다. 따라서 본 연구에서는 주물재료인 동합금을 증류수 중에서 워터캐비테이션피닝을 다양한 시간 변수로 실시하였고, 이후 이 재료를 해수중에서 전기화학적 방법을 통해 개질된 표면의 내식성을 평가하였다. 그 결과 재료의 내구성도 향상되며, 내식성도 우수하게 나타난 조건은 2분동안 워터캐비테이션피닝을 실시한 경우였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1257-1263
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• 2010

함정구조물은 함내 엔진 및 프로펠러 추진력의 환경진동에 노출되어 있다. 일반적으로 함상구조물은 함상진동규격인 MIL-STD-167-1A 에 따라 개발되고 있으며, 장기간 사용을 목적으로 하는 함상구조물의 진동에 대한 피로수명은 해석적 접근법과 진동실험을 통해 반드시 평가되야 한다. 본 논문에서는 함상구조재로 사용된 주조 알루미늄합금인 A356 의 피로강도를 14 S-N 법으로 평가하고, 구조물의 작용응력은 함상진동규격에 준하는 주파수응답해석을 통해 분석되었다. 최대등가응력의 주파수는 최대실험주파수에서 나타났으며, 함상장비의 진동피로수명은 누적손상법에 의해 평가되었다.

• 한국음향학회지
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• 제16권2호
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• pp.10-15
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• 1997

수중 청음기는 진동하는 물체 위에 설치되어 다양한 외부 잡음 원이 유입되는 환경에 노출되어 있다. 외부 잡음 원으로는 수중 청음기가 설치된 구조물 자체의 진동, 프로펠러 잡음, 그리고 유동 유기 잡음들이 있고, 이들 외부 잡음원은 실제 강도가 상당히 높아서 센서의 정확한 작동에 장애가 되고 있다. 본 연구에서는 외부 잡음에 무관한 고 정밀도, 저 잡음 특성을 갖는 수중 청음기를 개발하기 위하여 유한 요소법(FEM)을 사용하여 잡음 전달 특성의 분석 및 air pocket과 음향 감쇠층의 다양한 조합으로 이루어진 개선된 구조의 수중 청음기를 설계하고, 내 잡음성 평가를 하였다. 그 결과 센서 측면 하단부에 잡음 원이 위치할 경우 가장 큰 잡음 신호로 작용하므로 구조를 변경한 결과 기존 수중 청음기에 비해 59% 이상 내 잡음성을 증진 시켰다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.106-106
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• 2018

해양환경용 선박재료는 전기화학적인 부식을 발생시키는 염소이온($Cl^-$)이 다량 포함된 부식 환경에 장기간 노출되어 있어 부식에 대해 취약하다. 따라서 우수한 내식성 및 내침식성을 가진 재료를 선정하는 것은 매우 중요하다. 알루미늄 합금은 충분한 강도와 부동태 피막 형성으로 인해 내식성이 우수하여 해양환경용 선박 재료로서 널리 이용되고 있으며, 이에 따른 부식 특성에 관한 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 그러나 선박에서는 부식에 의한 손상뿐만 아니라 전식에 의한 부식 손상도 발생할 수 있다. 특히 선미 부분은 프로펠러의 동합금과 알루미늄 합금의 이종금속 간 전위차에 의한 전식이 발생하여 선체의 다른 부위에 비해 부식이 더 심하게 진행될 수도 있다. 또한 전식은 해안 부두에 접안된 선박의 용접 시미주전류(stray current)에 의한 부식손상이 발생할 수 있으나 이에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 해양환경에서의 전식을 인위적으로 모사할 수 있는 부식 정전류 시험법을 이용하여 다양한 크기의 전식 손상을 유발시켰으며, 해양환경 하에서 선박재료로 주로 사용되는 알루미늄 합금인 Al5083-H321, Al5052-O, Al6061-T6에 대한 전식 특성을 비교, 분석하였다. 실험 방법으로 작동전극은 각 재료의 시험편을 $2cm{\times}2cm$ 으로 절단하여 sand paper # 2000 번까지 연마 후 아세톤과 증류수로 세척하고 건조하였으며, 제작된 시험편은 자체 제작한 홀더를 이용하여 $1cm^2$만 노출시킨 후 정전류 가속 실험을 실시하였다. 기준전극은 은/염화은(Ag/AgCl) 전극을, 대응전극은 백금(Pt) 전극을 사용하였다. 정전류 가속 조건은 $0.001mA/cm^2$, $0.1mA/cm^2$, $1mA/cm^2$, $5mA/cm^2$, $10mA/cm^2$의 전류 밀도를 천연해수에서 30분간 인가하였다. 각 재료에 대한 전식 특성은 실험 전후의 무게 감소량으로 전식의 저항 특성을 확인하였다. 그리고 3D 현미경으로 표면 손상 경향과 깊이를 측정하였으며, 주사전자현미경 (SEM)을 통해 표면 형상을 미시적으로 관찰하였다. 부식 정전류 시험 결과 모든 시편에서 $0.01mA/cm^2$에서 미세한 국부적인 부식이 일어났으며, 전류밀도가 증가할수록 표면 전반에 부식이 진행되고 성장하였다. 그리고 모든 인가 전류밀도의 조건에서 Al6061-T6가 5000계열(Al5083-H321, Al5052-O)보다 더 우수한 내식성을 나타났다.