• 제목/요약/키워드: Roll moment of inertia

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선박의 횡요주기와 관성모멘트 변화에 따른 GM 추정 및 분석을 위한 실험 연구 (Experimental Study on the Analysis and Estimation of Metacentric Height in Response to Roll Period and Moment of Inertia Variations in Ships)

  • 최이찬;김정휘;윤동협
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.380-388
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    • 2023
  • 본 연구는 모형선박의 횡방향 무게분포를 변화시키면서 횡요주기 및 관성모멘트에 의한 GM을 추정하고 경사시험으로 계측되는 GM 값과 비교한다. 그 과정에서 각 수치를 분석하여 관계성을 파악한다. 실험 및 비교에 사용된 선박의 종류는 3종류로 7톤급, 20톤급 어선과 KVLCC의 모형선을 사용하였다. 실험은 스윙프레임 테스트와 자유 횡요 감쇠테스트를 수행하여 관성모멘트와 횡요주기를 계측하고, 경사시험으로 GM을 계측하였다. 관성모멘트와 횡요주기로 추정된 GM과 경사시험으로 구해진 GM은 선박의 무게 분포 변화에도 동일한 경향을 보였지만, 경사시험에서 구해진 GM이 더 작은 값을 보였다. 따라서 GM 추정 시에 관성모멘트나 횡요주기 외에도 추가적인 보정 계수나 파라미터가 필요하다고 판단된다. 추후 무게중심을 변화시켜 추정 GM과의 관계를 분석하여 보정 계수를 산출할 계획이다.

횡요상태 관측에 의한 선체 횡관성모멘트 값의 도출을 위한 일반식 (A General Formula for Calculating the Value of Transverse Moment of Inertia by Observing the Roll Motion of Ships)

  • 최순만
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.538-542
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    • 2015
  • 선체의 횡관성모멘트는 선박의 횡운동 특성을 다루는 경우 제외될 수 없는 요소로서 그 크기의 적정성은 선체 동특성 해석의 결과와 신뢰성에 큰 영향을 미친다. 그러나 선박은 질량분포와 형상이 복잡하므로 이를 직접적인 계산을 통해 값을 구하기에는 과정이 매우 복잡하고 대상 선박의 구체적인 관련 자료를 얻기도 어렵다는 점에서 실용적으로는 선체 질량의 등가적 관성반경을 선체폭의 일정비율로 계산하는 간접적인 방법이 통용되고 있다. 한편, 어느 선체의 자유 횡운동이 나타내는 횡요 주기와 감쇠형태는 관성모멘트에 의해 영향을 받기 마련이고 따라서 이러한 응답의 결과적인 모양으로부터 역으로 해당 선박의 관성모멘트를 구하는 일반식의 도출이 가능할 것으로 유추될 수 있다. 본 연구에서는 관찰에 의한 선체의 횡요 주기는 경사각의 진폭 감쇠비에 의해서도 달라지는 관계를 해석하여 횡요 주기와 경사각 진폭 감쇠비 모두를 함수 인자로 포함하는 일반식에 의해 횡관성모멘트 크기가 구해질 수 있음을 나타내었다. 또한 이러한 일반식에 횡요 관찰 선박의 주요 제원을 적용하였을 때 나타나는 특성 그래프들을 분석한 결과 횡요주기뿐 아니라 진폭감쇠비가 함께 검토될 때 얻어지는 관성모멘트 값이 보다 정확해진다는 것을 확인하였다.

면취기 시스템에 있어서 부하의 관성모멘트에 따른 가변 PID 일정 장력제어의 기초연구 (A Basic Study on the constant Tension control with variable PID as a function of inertia moment in the winding roll System)

  • 허진;전홍배;김철한;사공건
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.654-657
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    • 2000
  • In the winding system, the constant tension control is too important. In this study, we've used a variable PID system as a function of a radius of winding roll. As a result, it was possible to measure a winding roll radius in the real time by making a mathematical model for measuring a winding roll radius. Finally, we've compared PID parameters as a function of winding roll radius after getting PID parameters in terms of the Ziegler & Nichols(ZN) method.

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Moment of inertia of liquid in a tank

  • Lee, Gyeong Joong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권1호
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    • pp.132-150
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    • 2014
  • In this study, the inertial properties of fully filled liquid in a tank were studied based on the potential theory. The analytic solution was obtained for the rectangular tank, and the numerical solutions using Green's 2nd identity were obtained for other shapes. The inertia of liquid behaves like solid in recti-linear acceleration. But under rotational acceleration, the moment of inertia of liquid becomes small compared to that of solid. The shapes of tank investigated in this study were ellipse, rectangle, hexagon, and octagon with various aspect ratios. The numerical solutions were compared with analytic solution, and an ad hoc semi-analytical approximate formula is proposed herein and this formula gives very good predictions for the moment of inertia of the liquid in a tank of several different geometrical shapes. The results of this study will be useful in analyzing of the motion of LNG/LPG tanker, liquid cargo ship, and damaged ship.

후륜구동 차량의 소음 진동 성능향상을 위한 엔진마운트 최적설계에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Engine Mount Optimization to Improve Noise and Vibration Quality of F.R. Vehicle)

  • 이준용;김찬묵
    • 소음진동
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    • 제7권4호
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    • pp.681-688
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    • 1997
  • The purpose of engine mount system is to reduce the noise and vibration caused by engine vibration, and to decouple the roll and bounce mode at idle. To reduce the noise and vibration level in a vehicle, it is important to make the design optimization of engine mount system that consider the moment of inertia and inclination of mount rubber. As a result, according to the definition of Torque Roll Axis (TRA), the vibration axis at idle must be on the TRA or very close to it. In this paper, we studied the effect of the design optimization of engine mount system. And we have achieved good improvements in noise and vibration quality of F.R. vehicle.

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Two-Drum Winder 권취 공정 시스템에서의 적용 PID 제어기를 이용한 장력제어 (Tension Control Using Adaptive PID Controller in the Two-Drum Winder Web Transport System)

  • 최승규;이동빈;임화영
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제6권9호
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    • pp.813-821
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    • 2000
  • In this paper, we developed modeling of tension and speed dynamics for a two-drum winder in a three span continuous web transport system which had not been previously. Dynamic modeling of the time-varying nonlinear system was derived by considering the effect of the radii and mass moment of inertia in the unwinder and the two-drum winder through winding up the web. After linearizing it, we designed with a variable-gain a PID controller for tension control and a PI controller for speed. Simulation is carried out with the variation of radii and moment of inertia at high speed for the proposed tension control system with the two-drum winder and the variavle-gain a PID controller. Results show good performance of tension control during the speed change speed at a start-up and stop.

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관성모멘트 측정에서의 불확도 추정기법 연구 (Study on the Estimation of Measurement Uncertainty in MOI Measurement)

  • 김광로;이영신
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.797-802
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    • 2013
  • In this paper, using the mass/CG measurement equipment and the MOI measurement equipment developed in-house, Pitch MOI and Roll MOI of test specimen were measured and measurement uncertainties on MOI were studied. The possible factors of the measurement uncertainty that could affect accuracy of MOI measurement were mass, spring, frequency, and length measurement-related elements. The each combined standard uncertainty of pitch MOI and roll MOI was estimated from the uncertainties of the above various factors.

Mobile harbor: structural dynamic response of RORI crane to wave-induced rolling excitation

  • Cho, Jin-Rae;Han, Ki-Chul;Hwang, Soon-Wook;Cho, Choon-Soo;Lim, O-Kaung
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제43권5호
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    • pp.679-690
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    • 2012
  • A new concept sea-floating port called mobile harbor has been introduced, in order to resolve the limitation of current above-ground port facilities against the continuous growth of worldwide marine transportation. One of important subjects in the design of a mobile harbor is to secure the dynamic stability against wave-induced excitation, because a relatively large-scale heavy crane system installed at the top of mobile harbor should load/unload containers at sea under the sea state up to level 3. In this context, this paper addresses a two-step sequential analytical-numerical method for analyzing the structural dynamic response of the mobile harbor crane system to the wave-induced rolling excitation. The rigid ship motion of mobile harbor by wave is analytically solved, and the flexible dynamic response of the crane system by the rigid ship motion is analyzed by the finite element method. The hydrodynamic effect between sea water and mobile harbor is reflected by means of the added moment of inertia.

OTM 단말기 안테나 시선 안정화 제어 (Stabilization Control of line of sight of OTM(On-The-Move) Antenna)

  • 강민식;조용완
    • 전기학회논문지
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    • 제59권11호
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    • pp.2073-2082
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    • 2010
  • The 4-th generation of mobile communication aims to realize global, fast and mobile communication service. The satellite communication charges a key role in this field. In this study, an OTM(On-The-Move) antenna which is mounted on ground vehicles and is used for mobile communication between vehicle and satellite was addressed. Since vehicles move during communication, active antenna line-of-sight stabilization is a core technology to guarantee high satellite communication quality. Stabilization of a satellite tracking antenna which consists of 2-DOF gimbals, an elevation gimbal over an azimuth gimbal, was considered in this study. Various disturbance torques such as static and dynamic mass imbalance torques, variation of moment of inertia according to elevation angle, friction torque related to vehicle motion, equivalent disturbance torque due to antenna roll motion, etc. were analyzed. As a robust stabilization control, rate feedback with sliding mode control and position feedback with proportional+integral control was suggested. To compensate antenna roll motion, a supplementary roll rate feed forward control was included beside of the feedback control loop. The feasibility of the analysis and the proposed control design were verified along with some simulation results.

저속으로 전복되는 선박사고의 선체 특성에 대한 해석적 연구 (An analytic study on the hull characteristics of ship accidents at low capsizing speeds)

  • 최순만
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권3호
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    • pp.235-239
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    • 2016
  • 복원력을 잃고 선박이 전복될 때의 횡경사 속도는 선체가 사고 상황에 대해 외부로 표현하는 고유 응답의 하나가 된다. 자유 횡요 시 횡운동은 횡관성모멘트와 GM 및 횡감쇠계수와 같은 선체계수에 의해 나타낼 수 있으나 선체가 저속으로 진행되는 전복의 경우에는 각가속 성분이 특히 작아지므로 특성 해석은 보다 용이해진다. 따라서 빠르게 진행되는 전복사고에 비해 저속 전복 사고는 선체 거동의 예측이 적절히 가능할 뿐 아니라 선박구조에 필요한 시간의 확보가 수월해지므로 선박의 구조전략 측면에서 저속 전복사고는 별도로 분류하여 대응할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 선체의 자유 횡운동에 대한 선형미분방정식을 토대로 저속 전복 시 선체계수들이 전복속도에 미치는 영향을 관련된 함수들로 나타내었으며 횡운동 진폭감쇠비를 기준으로 횡감쇠계수 크기와 선체 특성을 분석하였다. 또한, 여기에서의 수식적 관계를 실제 선박의 제원에 적용함으로써 얻어지는 결과들을 통해 제시된 저속 전복 선박의 일반적 특성이 도시적으로 설명될 수 있음을 확인하였다.