• 제목/요약/키워드: Hull-type

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MMG 모델을 이용한 제한수로를 운항하는 선박의 침로안정성능 추정에 관한 연구 (A Study on Estimation of the Course Keeping Ability of a Ship in Confined Waterways Using the MMG Model)

  • 김현철;김인태;김상현;권수연
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.369-376
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    • 2019
  • 선박이 제한수로를 운항할 때에는 기존 심수 및 천수 중을 운항하는 선박의 조종특성과 일반적으로 다르기 때문에 선박의 안전한 항해를 위해 달라지는 선박의 조종특성 추정이 중요하다. 본 연구에서는 제한수로를 운항하는 선박의 조종성능을 추정하기 위해 조종운동 방정식과 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 통한 유체력 미계수를 이용하여 조종성능을 추정하였다. 조종 수학 모델 중 선체, 프로펠러, 타를 분리하여 유체력을 모델링하는 방식인 모듈형(modular type) 모델에 제한수로의 영향을 고려하는 항을 추가하여 제한수로 중 조종성능을 추정 연구를 수행하였다. 제한수로 중 선체에 작용하는 유체력 미계수를 도출하기 위하여 상용 CFD 프로그램을 이용한 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 수행하였다. 최종적으로 제한수로 중 직진 시뮬레이션과 Zig-zag 시뮬레이션을 수행하여 제한수로의 영향이 고려된 조종 시뮬레이션을 수행하였다. 특히 선박의 침로 안정성능을 평가하기 위해 Zig-zag 시험을 수행하는데, 측벽으로 인한 선박 주위의 비대칭 유동이 좌현과 우현에 압력차이를 발생시켜 선박의 궤적에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

Study on the procedure to obtain an attainable speed in pack ice

  • Kim, Hyun Soo;Jeong, Seong-Yeob;Woo, Sun-Hong;Han, Donghwa
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권4호
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    • pp.491-498
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    • 2018
  • The cost evaluation for voyage route planning in an ice-covered sea is one of the major topics among ship owners. Information of the ice properties, such as ice type, concentration of ice, ice thickness, strength of ice, and speed-power relation under ice conditions are important for determining the optimal route in ice and low operational cost perspective. To determine achievable speed at any designated pack ice condition, a model test of resistance, self-propulsion, and overload test in ice and ice-free water were carried out in a KRISO ice tank and towing tank. The available net thrust for ice and an estimation of the ice resistance under any pack ice condition were also performed by I-RES. The in-house code called 'I-RES', which is an ice resistance estimation tool that applies an empirical formula, was modified for the pack ice module in this study. Careful observations of underwater videos of the ice model test made it possible to understand the physical phenomena of underneath of the hull bottom surface and determine the coverage of buoyancy. The clearing resistance of ice can be calculated by subtracting the buoyance and open water resistance form the pre-sawn ice resistance. The model test results in pack ice were compared with the calculation results to obtain a correlation factor among the pack ice resistance, ice concentration, and ship speed. The resulting correlation factors were applied to the calculation results to determine the pack ice resistance under any pack ice condition. The pack ice resistance under the arbitrary pack ice condition could be estimated because software I-RES could control all the ice properties. The available net thrust in ice, which is the over thrust that overcomes the pack ice resistance, will change the speed of a ship according to the bollard pull test results and thruster characteristics (engine & propulsion combination). The attainable speed at a certain ice concentration of pack ice was determined using the interpolation method. This paper reports a procedure to determine the attainable speed in pack ice and the sample calculation using the Araon vessel was performed to confirm the entire process. A more detailed description of the determination of the attainable speed is described. The attainable speed in 1.0 m, 90% pack ice and 540 kPa strength was 13.3 knots.

압축하중을 받는 유공보강판 구조의 최종강도 설계식 개발 (Development of Designed Formulae for Predicting Ultimate Strength of the Perforated Stiffened Plate subjected to Axial Compressive Loading)

  • 박주신;고재용;이경환
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.435-445
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    • 2007
  • 선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.

부유식 파력발전구조물의 운동 저감부 형상설계에 관한 수치 및 실험적 연구 (Experimental and Numerical Study for Motion Reduction Design of Floating Wave Energy Converter)

  • 박지용;남보우;홍사영;신승호
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.81-89
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    • 2014
  • 부유식 파력발전구조물의 운동은 발전성능과 구조물의 안정성에 중요한 영향을 미치며, 이에 구조물의 형상 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 기존에 연구되고 있는 부유식 진자형 파력발전장치를 대상으로 운동 저감부 형상의 부가를 통해 운동응답특성을 최적화 하려 한다. 이를 위해 감쇠판을 설치하여 부가저항과 감쇠력을 변화시키고, 복원판을 설치하여 복원력을 증가시켜 구조물의 운동응답의 변화를 확인하였다. 실험을 통해 운동응답특성의 변화를 비교 검증하였으며, 수치해석을 통해 다양한 운동저감부 형상에 대해 분석하였다. 본 연구를 통해 부유식 파력발전구조물의 형상을 최적화하고 성능을 향상 시킬 수 있다.

지지조건에 따른 FPSO 상부 모듈의 구조적 거동에 관한 연구 (A Study on the Structural Behavior of FPSO Topside Module by Support Condition)

  • 장범선;고대은
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.18-23
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    • 2018
  • FPSO는 원유의 생산을 위한 플랜트가 기능별로 모듈화 되어있는 상부구조(topside)와 생산된 원유의 저장 및 상부구조의 지지 기능을 하는 하부구조(hullside)로 구성된다. FPSO 상부 모듈과 이를 지지하는 선체의 구조적 거동은 이들을 연결하는 인터페이스 구조에 따라 달라지며, 인터페이스 구조의 형식은 MSS(Module Support Seat)라고 하는 개별 단위 지지구조들의 조합으로 구성된다. 인터페이스 구조의 형식이 다양하고 이에 따라 FPSO 상부 모듈 구조의 기본 설계가 크게 영향 받으므로 초기 설계 단계부터 다양한 설계 방안을 검토해야 한다. FPSO 상부 모듈의 구조 설계 시에는 선체와의 상호 작용을 고려하여 MSS의 개수, 연결 형식을 결정해야 하고, 구조 강도 검증을 위한 유한요소 모델의 범위, 하중 조건, 경계 조건 등 구조 해석 옵션을 신중히 고려해야 한다. 본 연구에서는 상기 고려 사항들에 대한 비교 조합 Case들을 도출하고 강도 평가를 수행하였으며, 해석 결과의 상세한 고찰을 통해 상부 모듈의 구조적 거동 특성을 비교 분석하였다. 본 연구 결과는 보다 신뢰성 있는 상부 모듈 구조 설계를 위한 좋은 참고 자료가 될 것으로 판단된다.

3D 프린팅을 이용한 해수분사용 노즐 시제품 개발의 가능성 연구 (A Feasibility Study of Seawater Injection Nozzle Prototype Development by Using 3D Printing)

  • 윤석태;박종천;조용진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.51-57
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    • 2021
  • 함정의 해수냉각 시스템은 화생방전에 의한 유해물질의 세척과 선체 외부의 적외선 신호를 저감하기 위해 설치된다. 시스템은 압력펌프, 각종 배관 그리고 해수분사용 노즐로 구성된다. 그리고 해수의 분사 압력과 노즐 종류에 따라 산포 범위가 결정된다. 따라서 해수의 산포 범위를 넓히고 해수냉각 시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 적절한 분사 압력의 설정과 노즐의 최적 설계가 필요하다. 금속재료로 만들어지는 해수분사용 노즐은 초기 개발단계에서 금속 틀을 만들고 최적 성능을 만족할 때까지 수정된다. 이는 많은 시간과 비용을 유발하여 노즐개발에 어려움을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 해수분사용 노즐의 초기 개발단계에서 시제품을 생성하기 위한 3D 프린팅 기술의 적용 가능성을 확인하였다. 이를 위해 3D 프린팅 기술을 이용하여 압출 플라스틱 시험편을 제작하고 인장시험을 통해 시험편의 물리적 특성 값을 측정하였다. 그리고 측정 결과를 유한요소해석 조건에 적용해 해수의 분사 압력에 따른 노즐의 변형과 응력을 계산하였다. 유한요소해석 결과 노즐은 최적 압력에서 탄성 범위 내로 변화하였으며, 구조적으로 안정하다고 판단되어 본 연구의 가능성을 확인하였다.

벼와 수종(數種) 논잡초(雜草)의 휴면성(休眠性)과 발아성(發芽性) (Germination of Two Rice Cultivars and Several Weed Species)

  • 김순철
    • 한국잡초학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.116-122
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    • 1989
  • 1987년(年) 국제미작연구소(國際米作硏究所)(IRRI)에서 벼2품종(品種)(수도(水稻)IR64, 육도(陸稻)UPLRi-5)과 논잡초(雜草) 7봉(種)에 대(對)한 휴면성(休眠性)과 발아성(發芽性)을 조사(調査)하였다. 공시(供試)된 두품종(品種)의 벼는 전작기(前作期)에 수확(收穫)된 종자(種子)를 사용(使用)한 관계(關係)로 95%이상(以上)의 높은 발아율(發芽率)을 보였으며, 잡초(雜草)의 수확직후(收穫直後) 발아율(發芽率)은 0~72%범위(範圍)를 보였다. 자연(自然) 후숙(後熟)에 의한($25^{\circ}C$) 휴면타파기간(休眠打破期間)은 Echinochloa glabrescens(강피 일종)은 50일정도(日程度), E. crus-galli ssp. hispidula(물피일종)은 60일이상(日以上), 여뀌바늘은 20일정도(日程度)였고, E. colona(돌피일종), 물달개비, 바람하늘직이 및 알방동산이는 휴면(休眠)이 없었다. ${\cdots}$ 공시(供試)된 잡초중(雜草中)에서 물달개비의 경우 샤레 발아시험(發芽試驗)에서는 전시험(全試驗) 기간(期間)동안 1%이하(以下)의 발아율(發芽率)로 가장 낮은 수치를 보였으나 토양중발아시험(土壞中發芽試驗)에서는 거의 50% 수준의 발아율(發芽率)을 보였다. ${\cdots}$ E. colona(돌피일종)를 제외(除外)한 피종류와 여뀌바늘의 수확직후(收穫直後)의 낮은 발아성(發芽性)은 0.1N 질산용액(窒酸溶液) 1일침종처리(日浸種處理) 또는 종자(種子)껍질 제거(除去) 처리(處理)에 의해 발아(發芽)가 촉진(促進)되나 질산처리(窒酸處理)의 효과가 높았다. 질산(窒酸)에 대(對)한 종자반응(種子反應)도 초종(草種)에 따라 큰 차이(差異)를 보였는데 바람하늘직이는 1일, 벼와 E. colona는 2일 이상(以上)의 처리(處理)에서는 발아력(發芽力)을 상실(喪失)한데 반(反)해 E. glabrescens, E. crus-galli ssp. hispidula, 여뀌바늘 및 알방동산이는 7일간(日間)의 침종(浸種)에도 발아력(發芽力)을 유지(維持)하였다.

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적미(赤米) (자생도(自生稻), 속명(俗名) "사레")의 생태적(生態的) 특성(特性) 및 벼와의 경합요인(競合要因) (Ecological Characteristics of Red Rice (Local Name "SARE," Oryza sativa L.) and Factors Affecting Its Competition with Rice)

  • 이동우;홍유기;김재철;김영호
    • 한국잡초학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.143-150
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    • 1983
  • 경기도(京畿道) 강화군(江華郡) 삼산면(三山面) 벼 건답직파(乾畓直播) 재배지역栽培地域)에서 문제시(問題視)되고 있는 적미(赤米)(속명(俗名) : 사fp) 5 종(種)(몽근사레, 쌀사레, 긴까락사레, 갈색쌀사레, 갈색까락사레)을 수집(蒐集)하여 효과적(效果的)인 방제체제(防除體制)의 기초자료(基礎資料)를 얻고자 생육특성(生育特性) 및 벼와 경합요인(競合要因)을 조사(調査)한 바, 그 결과(結果)를 요약(要約)하연 다음과 같다. 1. 초형(草型)은 대체로 일반(一般)벼와 같으며 조숙(早熟), 다벽(多蘗)이고 간(稈)은 세장(細長)하여 특(特)히 도복(倒伏)과 관련된 3, 4 절간(節間)이 약(弱)했다. 출엽속도(出葉速度)가 비교적(比較的) 빠르고 분벽력(分蘗力)이 왕성(旺盛)한 것은 벼와의 경합요인(競合要因)으로 작용(作用)할 것으로 생각된다. 2 엽(葉)은 좁고 짧은 경향(傾向)이며 엽색(葉色)은 대체로 담록색(淡綠色)이다. 3. 망(芒)은 유망(有芒), 무망(無芒)은 구분(區分)되며 입(粒)은 출수후(出穗後) 10~15일(日)부터 성숙(成熟)되어 황색(黃色) 또는 흑갈색(黑褐色)으로 변색(變色)되면서 심한 탈립현상(脫粒現象)을 보였다. 4. 현미색(玄米色)은 적색(赤色)이고 입형(粒型)은 세장형(細長型), 단원형(短圓型), 중간형으로 구분(區分)되며 정조천립양(正租千粒量)은 14~20g 인 소립종(小粒種)이다. 5. 잎도숙병(稻熟病)에 나병성(羅病性)인 점(點)을 이용(利用)하여 경종적(耕種的) 방제방법(防除方法)의 검토(檢討)가 기대된다. 6. 사fp가 혼생(混生)될 때 벼 수량감소(收量感少)는 약 20% 내외(內外)이며 건답직파(乾畓直播) 파종량(播種量)을 증량(增量)하면 벼의 경쟁력(競爭力)은 증가(增加)하나 절대수량(絶對收量)에는 영향(影響)하지 못했다. 7. 사레와의 경합(競合)에서 민감(敏感)한 벼의 수량구성요소(收量構成要素)는 $m^2$당수수(當穗數)>수당립수(穗當粒數)>등숙비율(登熟比率) 순(順)이었다.

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조선 초기 조운선(마도4호선)에서 출수된 숫돌의 비파괴 재질 분석 연구 (Non-Destructive Material Analysis of Whetstones Discovered in Grain Transport Ship of the Early Joseon Period)

  • 공달용;김재환;박은영;조용철;양기홍
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.661-674
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    • 2023
  • 충남 태안 해역에서는 2014년 국내 수중발굴 역사상 처음으로 조선시대 선박이 발견되어 마도4호선으로 명명되었다. 마도4호선은 발굴된 유물을 통해 1417~1425년(태종~세종) 사이 나주에서 공물을 싣고 한양으로 가다 침몰한 조운선임이 밝혀졌다. 마도4호선의 선체에서는 공물로 적재된 총 27점의 미사용 숫돌이 발견되었다. 27점 숫돌은 모두 폭이 좁고 긴 막대기 형태이며. 길이, 폭, 두께 및 무게의 평균값은 각각 161.5mm, 36.1mm, 22.7mm 및 253.2g 이다. X-선 회절 분석 결과, 구성광물은 석영, 알칼리장석, 사장석으로 고해상도 디지털 실체현미경 분석 결과와 유사하다. 마도-2672와 2673의 평균 공극률은 각각 2.69%와 1.78%, 평균 표면 경도는 각각 807.2HLD와 834.5HLD로 공극률이 일정 이상 증가하면 표면 경도 감소에 영향을 미치는 것으로 해석된다. 이들은 모두 장석질 사암(Arkose)이며 SiO2의 함량은 평균 74.51%로 숫돌로서 적합함이 확인되었다. 27점의 숫돌은 SiO2의 함량을 기준으로 구분할 때, 중간 숫돌에 해당한다. 이들 숫돌은 크기와 무게가 작고 휴대하기 편리한 특징을 갖고 있어 비고정식 숫돌의 한 종류로 추정되며, 조선시대 무기 연마와 공예품 제작 등 특수분야에 주로 사용된 것으로 판단된다.