• 한국해양공학회지
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• 제27권6호
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• pp.65-72
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• 2013

This paper describes a finite element analysis (FEA) of the body frame of a subsea robot, Crabster200 (CR200). CR200 has six legs for mobility instead of screw type propellers, which distinguishes it from previous underwater robots such as remotely operated vehicles (ROVs) and autonomous underwater vehicles (AUVs). Another distinguishing characteristic is the body frame, which is made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). This body frame is designed as a rib cage structure in order to disperse the applied external loads and reduce the weight. The frame should be strong enough to support many devices for exploration and operation underwater. For a reasonable FEA, we carried out specimen tests. Using the obtained material properties, we performed a modal analysis and FEA for CR200 with a ready posture. Finally, this paper presents the FEA results for the CFRP body frame and the compares the characteristics of CFRP with conventional material, aluminum.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.122-132
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• 2010

해양 환경 분석은 해양탐사에 필수적인 정보들을 제공한다. 그러나 해양 환경은 해류에 의한 노드의 이동과 염수에 의한 부식, 전파감쇠와 다중경로 발생, 그리고 센서 노드 설치의 어려움 등 다양한 환경변수가 존재한다. 따라서 해양 데이터 통신은 지상통신 환경과는 달리 이러한 환경적 제약 요소로 인해 해양 환경의 데이터들을 수집하는 과정이 복잡하고 힘들다. 이를 해결하기 위해 해양 환경과 유사한 경포호에서 실제 실험을 통해 수질 환경 모니터링을 위한 해양 데이터 통신망을 구축한다. 따라서 본 논문은 경포호 환경 모니터링 시스템의 구축을 통해 환경적 장애요소를 극복하고 해양 환경 모니터링을 위한 센서 노드들의 배치, 그리고 통신 환경의 효과적인 구조를 정의하는데 목적이 있다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.673-681
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• 2014

세계 여러 나라들이 대체에너지 개발에 박차를 가하고 있지만 아직까지도 전통적인 탄화수소가 차지하는 비중은 상당히 크며 접근 용이한 지역의 석유자원이 점차 고갈됨에 따라 높은 기술력이 요구되는 한계 유가스전 개발을 위한 탐사수요가 증가하고 있다. 기존 탐사기술인 2차원 탄성파 탐사 및 3차원 탄성파 탐사 기술의 이해는 물론 새로운 기술인 방위각 탄성파 탐사, 해저면 탄성파 탐사, 해양 전자탐사 기술의 개발과 적용을 위한 노력이 필요하다. 이 글은 해저 석유탐사 기술의 개요와 이에 관련된 국내외 연구, 개발, 학술동향 등을 상세히 분석한 것으로, 국내 관련 산업 및 기술정책 수립과 연구개발에 유용한 정책 자료로 활용될 수 있을 것이다. Web of science의 SCI-Expanded DB에 발표된 해저 석유탐사 관련 논문(2001~2014)을 조사한 결과 616건을 대상으로 학술정보를 분석하였다. 발표문헌은 중국이 전체의 22.56%를 점유하여 가장 많은 논문을 발표하였고, 미국과 브라질이 추격하는 양상을 보인다. 국가별 논문 수준 지수 분석 결과, 잉글랜드가 가장 높은 값(1.94)을 보여 논문의 피인용 관점에서 질적 수준이 가장 우수하였고, 미국(1.77), 노르웨이(1.46), 캐나다(1.39), 프랑스(1.39), 스코틀랜드(1.38) 등이 뒤를 이었다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권2호
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• pp.89-106
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• 2017

The study explores a novel design of wave energy converter (WEC) that utilizes the interaction between an inside heaving vertical cylinder with an outside fixed hollow cylinder. This design originates from the oscillating water column (OWC) type WEC but replaces the pneumatic power take off (PTO) through the Wells turbine with the hydrodynamic PTO through the inside heaving cylinder. To effectively evaluate the maximum power output, the system has been modeled in the hydrodynamic software AQWA (developed by ANSYS Inc) that has accumulated extensive offshore industry users. Ranges of the PTO parameters have been examined to make sure that proper linear damping can be implemented to simulate the PTO force. Comparing the efficiency of the pneumatic PTO with the hydrodynamic PTO, it appears that the hydrodynamic PTO is more promising than the traditional Wells turbine for an OWC system.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.409-425
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• 2015

In this paper, we employ a dynamics modeling method for investigating a multi-body dynamics system of semi-submersible autonomous underwater vehicles consisting of a towing vehicle operated near the water surface, a tow cable, and a towfish. The towfish, which is towed by a marine cable for the purposes of exploration or mine hunting, is modeled with a Six-Degree-of-Freedom (6-DOF) equation of motion that reflects its hydrodynamics characteristics. The towing cable, which can experience large displacements and deformations, is modeled using an absolute nodal coordinate formulation. To reflect the hydrodynamic characteristics of the cable during motion, the hydrodynamic force due to added mass and the drag force are imposed. To verify the completeness of the modeling, a few simple numerical simulations were conducted, and the results confirm the physical plausibility of the model.

• 한국지구과학회지
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• 제24권6호
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• pp.549-557
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• 2003

표면파 탐사는 탄성파를 이용한 여러 가지 다른 탐사 방법과 비교하여 독특한 장점들을 가지고 있다. 그러나 이 방법은 최근에 개발되기 시작하여 아직 연구 결과가 많이 축적되지 않은 분야이다. 이 연구에서는 지반 공학적 성질이 서로 다를 것으로 예상되는 여러 지역에서 표면파 탐사자료를 획득하여 그 분산곡선의 특징을 찾아보았다. 또한 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하여 이를 시추조사 결과와 비교하였다. 그 결과 퇴적물상이나 암석상의 변화가 S파속도의 급격한 변화와 관련되어 있음을 확인하였다. 이것은 표면파 탐사법을 이용하여 퇴적물이나 암석의 물리적 성질이 급격하게 변화하는 경계면을 구별할 수 있는 가능성을 시사한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.152-159
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• 2014

최근 클라우드 컴퓨팅 기술의 발전에 따라 해저지도 데이터의 효율적인 측정, 기록 및 업데이트하는 분야에서의 원격탐사 기술과 클라우드 컴퓨팅 기술의 활용이 확대되고 있다. 실제 해양 분야에서 수심측정 및 측정 데이터 관리, 유통, 디스플레이 장비 개발 및 보급에 많은 시간과 비용이 발생하고 있다. 이러한 시스템을 개선하고자 실시간 3차원 디스플레이 시스템을 통하여 해당 위치에서의 측정 활동의 중요도를 판단할 수 있으며, 측정 활동의 시간과 비용 감소로 이어질 수 있다. 해양조사선 및 원격탐사 장비 등 다양한 경로를 통해 측정된 데이터는 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용하여 처리, 관리된다. 본 논문에서는 원격탐사를 통한 수심측정과 동시에 실시간 3차원으로 디스플레이하는 시스템을 제안한다. 제안된 실시간 3차원 디스플레이 시스템은 해저지형뿐만 아니라 육지의 지형 측량 분야에서도 효과적으로 적용될 수 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권6호
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• pp.692-710
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• 2018

The Three-dimensional (3-D) dynamical behaviors of a fluid-conveying pipe subjected to vortex-induced vibration are investigated with different internal flow velocity ${\nu}$. The values of the internal flow velocity are considered in both subcritical and supercritical regimes. During the study, the 3-D nonlinear equations are discretized by the Galerkin method and solved by a fourth-order Runge-Kutta method. The results indicate that for a constant internal flow velocity ${\nu}$ in the subcritical regime, the peak Cross-flow (CF) amplitude increases firstly and then decrease accompanied by amplitude jumps with the increase of the external reduced velocity. While two response bands are observed in the In-line (IL) direction. For the dynamics in the lock-in condition, 3-D periodic, quasi-periodic and chaotic vibrations are observed. A variety of CF and IL responses can be detected for different modes with the increase of ${\nu}$. For the cases studied in the supercritical regime, the dynamics shows a great diversity with that in the subcritical regime. Various dynamical responses, which include 3-D periodic, quasi-periodic as well as chaotic motions, are found while both CF and IL responses are coupled while ${\nu}$ is beyond the critical value. Besides, the responses corresponding to different couples of ${\mu}_1$ and ${\mu}_2$ are obviously distinct from each other.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.709-717
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• 2013

This paper presents the development of a specialized underwater leg with a manipulator function(convertible-to-arm leg) for the seabed walking robot named CRABSTER200(CR200). The objective functions of the convertible-to-arm leg are to walk on the seabed and to work in underwater for precise seabed exploration and underwater tasks under coastal area with strong tidal current. In order to develop the leg, important design elements including the degree of freedom, dimensions, mass, motion range, joint structure/torque/angular-speed, pressure-resistance, watertight capability and cable protection are considered. The key elements of the convertible-to-arm leg are realized through concept/specific/mechanical design and implementation process with a suitable joint actuator/gear/controller selection procedure. In order to verify the performance of the manufactured convertible-to-arm leg, a 25bar pressure-resistant and watertight test using a high-pressure chamber and a joints operating test with posture control of the CR200 are performed. This paper describes the whole design, realization and verification process for implementation of the underwater convertible-to-arm leg.

• 로봇학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.39-47
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• 2020

This paper presents a control and operation system for a remotely operated vehicle (ROV). The ROV used in the study was equipped with a manipulator and is being developed for underwater exploration and autonomous underwater working. Precision position and attitude control ability is essential for underwater operation using a manipulator. For propulsion, the ROV is equipped with eight thrusters, the number of those are more than six degrees-of-freedom. Four of them are in charge of surge, sway, and yaw motion, and the other four are responsible for heave, roll, and pitch motion. Therefore, it is more efficient to integrate the management of the thrusters rather than control them individually. In this paper, a thrust allocation method for thruster management is presented, and the design of a feedback controller using sensor data is described. The software for the ROV operation consists of a robot operating system that can efficiently process data between multiple hardware platforms. Through experimental analysis, the validity of the control system performance was verified.