선박의 최종굽힘 모멘트는 설계에 적용되는 주요강도로써 이를 추정하는 여러방법들이 제안되었는데, 판과 보강재로 이루어진 구조요소의 압축 최종강도에 대한 추징에서 시작되는 것이 일반적이다. 본 논문에서는 최종굽힘 모멘트를 구하기 위해 보강판의 압축 강도추정을 지금까지 제안된 여러가지 방법을 정리하여 소개하고, 실선 설계에 적용될 수 있는 유용성 측면에서 검토하였다. 그 결과를 이용하여 3척의 살물선에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 선박에 작용하는 파랑굽힘 모멘트는 선급규정에 의해 계산하였다. 본 연구의 신뢰성 해석 문제는 안전여유식의 형태가 비선형임을 고려하여 Advanced First-Order Reliability Method를 이용하였다. 몇가지의 해석예로부터 선체구조의 신뢰성 검토측면에서 최종강도 추정방법을 비교하였다.
In this study, a Cartesian-grid method based on finite volume approach is applied to simulate the ship motions in large amplitude waves. Fractional step method is applied for pressure-velocity coupling and TVD limiter is used to interpolate the cell face value for the discretization of convective term. Water, air, and solid phases are identified by using the concept of volume-fraction function for each phase. In order to capture the interface between air and water, the tangent of hyperbola for interface capturing (THINC) scheme is used with weighed line interface calculation (WLIC) method which considers multidimensional information. The volume fraction of solid body embedded in the Cartesian grid system is calculated using a level-set based algorithm, and the body boundary condition is imposed by a volume weighted formula. Numerical simulations for the two-dimensional barge type model and Wigley hull in linear waves have been carried out to validate the newly developed code. To demonstrate the applicability for highly nonlinear wave-body interactions such as green water on the deck, numerical analysis on the large-amplitude motion of S175 containership is conducted and all computational results are compared with experimental data.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제6권4호
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pp.1130-1147
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2014
Large size ships have a very flexible construction resulting in low resonance frequencies of the structural eigen-modes. This feature increases the dynamic response of the structure on short period waves (springing) and on impulsive wave loads (whipping). This dynamic response in its turn increases both the fatigue damage and the ultimate load on the structure; these aspects illustrate the importance of including the dynamic response into the design loads for these ship types. Experiments have been carried out using a segmented scaled model of a container ship in a Seakeeping Basin. This paper describes the development of the model for these experiments; the choice was made to divide the hull into six rigid segments connected with a flexible beam. In order to model the typical feature of the open structure of the containership that the shear center is well below the keel line of the vessel, the beam was built into the model as low as possible. The model was instrumented with accelerometers and rotation rate gyroscopes on each segment, relative wave height meters and pressure gauges in the bow area. The beam was instrumented with strain gauges to measure the internal loads at the position of each of the cuts. Experiments have been carried out in regular waves at different amplitudes for the same wave period and in long crested irregular waves for a matrix of wave heights and periods. The results of the experiments are compared to results of calculations with a linear model based on potential flow theory that includes the effects of the flexural modes. Some of the tests were repeated with additional links between the segments to increase the model rigidity by several orders of magnitude, in order to compare the loads between a rigid and a flexible model.
In the paper the effect of a stern-plate attached to a ship was taken into account. The relationship between the trim angle of a ship and the wave-resistance coefficient induced by the a stern-plate was studied using the potential flow analysis method. Numerical algorithm was described using the panel method and the vortex lattice method(VLM) to simulate the flow phenomena around a ship. The non-linearity of the free surface boundary conditions were considered using the iterative method and the IGE-GMRES(Incomplete Gaussian Elimination-The Generalized Minimal RESidual) algorithm was adopted to solve the linear equation at each iterative step. Numerical calculations were carried out to investigate the validity of the adopted algorithm using KCS(KRISO 3600 TEU Container) hull. Possible cases for attachment of the plate were checked. The results showed that the numerical algorithm could be physically appropriate.
This paper covers the development of prediction techniques for ice load on ice-breakers operating in continuous ice-breaking under level ice conditions using particle-based continuum mechanics. Ice is assumed to be a linear elastic material until the fracture occurs. The maximum normal stress theory is used for the criterion of fracture. The location of the crack can be expressed using a local scalar function consisting of the gradient of the first principal stress and the corresponding eigen-vector. This expression is used to determine the relative position of particle pair to the new crack. The Hertz contact model is introduced to consider the collisions between ice fragments and the collisions between hull and ice fragments. In order to verify the developed technique, the simulation results for the three-point bending problems of ice-specimen and the continuous ice-breaking problem around a wedge-type model ship with bow angle of 20° are compared with the experimental results carrying out at Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KRISO).
본 연구에서는 산화 공정이 Zircaloy-4 (Zry-4) 피복관의 염소화 반응 속도에 미치는 영향을 연구하기 위하여 Zry-4 피복관의 염소화 반응 실험을 수행하였다. 2시간 마다 반응 생성물을 회수하며 총 6 시간 동안 염소화 반응 실험을 수행하였고, 이를 통해 500도에서 10 시간 동안 산화된 Zry-4의 경우 초기 0-2 시간 구간에서 반응 속도가 현저히 저하되는 것을 확인하였다. 반응 잔류물은 fresh Zry-4와 산화된 Zry-4에서 각각 초기무게의 0.95, 1.65wt%로 확인되었다. 회수된 Zr의 순도는 두 경우 모두 99.61wt%로 동일하였다. 반응 속도의 정량적 분석을 위해 피복관의 반응 시간을 0.5, 1, 2, 4 시간인 경우에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과 분석을 통해 fresh Zry-4의 경우 전 영역에 걸쳐 23.35wt%/h의 단위 시간당 무게감소를 확인할 수 있었고, 산화된 Zry-4의 경우 반응 속도가 두 영역으로 나뉘는 것을 확인하였다. 산화된 Zry-4의 무게 감소 속도는 0-20wt% 영역에서는 17.12wt%/h, 20-100wt% 영역에서는 27.16wt%/h으로 나타났다.
대형 LNG 선박의 선체 운동은 선박의 안전에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 153,000 ㎥ 급 대형 LNG 선박의 선체 운동 중에서 롤 운동에 대한 전달함수를 추정하기 위한 것이다. 단일-입력과 단일-출력 그리고 시스템 전달함수를 갖는 선형 시 불변(Linear Time-Invarient) 시스템을 이용하여 선체 운동 전달함수를 모델링 하였다. 모델의 입력으로 단일 해양파를 이용하고, 모델의 출력으로는 ANSYS를 통해서 획득한 LNG 선박의 롤 운동을 이용하여 시스템 식별법을 기반으로 선체 운동의 전달함수를 추정하였다. 실험 결과의 유용성은 전달함수 차원이 서로 다른 경우에 대한 모델의 안정도와 추정률을 이용하여 평가하였다. 실험 결과 안정도는 99%와 98%로 나타나고, 추정률은 78%와 50%로 나타났다. 이러한 결과로부터, 본 연구에서 제안한 선체 운동 전달함수 추정 방법이 타당함을 알았다. 향후, 실제 해상에서 운항 중인 선박의 선체 운동 데이터를 획득하여 다중-입력 그리고 다중-출력을 갖는 모델 구축에 적용하여 실용화를 추진할 예정이다.
왕겨부초와 피트시용한 묘포(苗圃)에서 묘삼수량(苗蔘收量)은 토양수분(土壤水分)에 의존(依存)하였으며 이 의존도는 토양칼리가 감소할수록 증가하였다. 부초와 피트처리는 토양수분을 증대시켰다. 수량의 토양수분 의존도에 대한 칼리의 영향은 일정수분 범위에서 일정할 것으로 보이며 이 수분범위는 묘삼생육의 적정수분 범위일 것 같다. 수량과 토양수분의 편상관계수 유기물, Mg, Ca에 관하여 유의성이 있었다. 수량에 관한 최적 다중(多重)회귀는 수분, K, Ca,의 조합이었다. 토양유효인산은 부초에 의하여 증가되고 피트 저수준에서 증가되나 고수준에서 감소되었다. 토양수분, pH, Ca, Mg, K, OM의 두 요인 간에는 K와 수분 또는 pH관계를 제외하고 직선유의상관이 있었다. 암모니아태질소는 Mg와 부 상관이었다. 질산태질소와 K 또는 $NH_4-N$간에 그리고 P와 K+Ca+Mg간에 2차회귀관계가 있었다. 토양요인 간에는 직선관계보다 2차회귀관계가 유의성이 컸다. 부초는 경장을 증가시켰으며 엽면적지수는 1.06~1.67범위였고 묘당엽 면적은 $16.0cm^2{\sim}18.8cm^2$범위였다.
플러그 육묘 산업에서 상토의 중요성은 높아지고 있고 식물 생육에 적절한 상토의 물리성과 화학성에 대해 중점을 두어 보다 더 집중적인 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 상토 분석을 위한 분석법이 국내외적으로 표준화되지 않아서 분석 결과를 비교하여 해석하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 유럽에서 표준화된 상토 분석법(CEN 분석법)과 국내에서 표준화된 상토 분석법(RDA)을 이용하여 상토를 분석한 후 각각 분석법에 따른 결과를 조사하고 상호간에 결과를 호환하기 위하여 실시하였다. 상토는 국내에서 시판되고 있는 상토와 피트모스, 코코피트, 훈탄, 질석 등의 원자재를 이용하였고 상토의 물리성은 CEN 분석법과 RDA 분석법으로 각각 측정하여 두 분석법간에 상관관계를 조사하였다. 가밀도($R^2=0.8304$, p<0.01)와 진밀도 (($R^2=0.8316$, p<0.01) 및 공극률($R^2=0.6364$, p<0.01) 측정에서는 두 분석법 간에 높은 상관관계를 나타냈고 액상(($R^2=0.2692$, p<0.01)과 기상($R^2=0.0739$, p<0.01) 및 유효수분함량($R^2=0.3327$, p<0.01)은 CEN 분석법과 RDA 분석법간에 낮은 상관관계를 나타냈다. 액상과 기상, 유효수분 함량은 측정된 결과를 서로 비교하기 위해서는 기존 분석방법에 대한 연구를 수행하면서 계속해서 수정 보완해야 할 것으로 생각된다.
본 연구는 혼합상토에 polyacrylamide 고흡수성 수지 Stocksorb C를 혼합할 경우 혼합상토 종류별 화학성에 미치는 영향을 밝히기 위하여 수행하였다. 네종류 혼합상토, 피트모쓰+버미클라이트(PV, 1:1; v/v), 피트모쓰+부숙왕겨(PR, 1:1: v/v), 피트모쓰+부숙톱밥(PS, 1:1; v/v), 그리고 피트모쓰+부숙수피(PB, 1:1; v/v)를 조제하는 과정에서 STSB를 혼합하고 5주 후에 측정한 상토의 pH는 모두 $7.04{\~}7.30$ 범위에 포함되어 너무 높았다. STBS의 혼합량이 많아질수록 전기전도도도 상승하였고, 네 종류 상토에서 처리 간 통계적인 차이와 함께 직선 및 2차곡선회귀가 성립하여 경향을 찾을 수 있었다. STBS의 혼합량이 많아질수록 상토의 $NH_4^+-N,\;NO_3^--N,\;PO_4-P^{3-},\;K^+,\;Ca^{2+}$ 및 $Mg^{2+}$ 농도가 높아졌다. 그러나 PS 상토에서는 다른 세 종류 상토에서 보다 상대적인 $NO_3^--N$의 농도가 낮았다. STSB의 혼합비율이 증가함에 따라 PV, PR 및 PS 상토에서의 $Fe^{2+}$ 농도가 높아졌으나, PB 상토에서는 경향을 찾을 수 없었다. 또한 PS 상토에서의 $Fe^{2+},\;Mn^{2+},\;Cu^{2+}$ 및 $Zn^{2+}$ 농도가 다른 세 종류 상토에서 보다 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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