• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.347-358
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• 2022

탄소섬유 복합소재의 우수성은 이미 여러 산업분야에서 입증되었으며, 조선산업 또한 예외는 아니다. 특히, 해양선진국에서는 탄소섬유 복합소재 선체의 해군과 해경의 특수선박이 이미 실전 배치된 바 있다. 국내에서도 10톤 급 레저선박 혹은 30톤 급 고속정 등에 탄소섬유 복합소재가 적용된 바 있으나, 아직까지 수 백 톤 이상의 경비함급에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 해외 유사사례 분석을 통해 탄소섬유 복합소재 선체의 500톤 급 경비함에 대한 건조가능성 검토를 수행하였다. 연구결과, 기존 알루미늄 혹은 FRP 선체 대비 약 21%~25%의 경량화가 가능함을 확인할 수 있었으며, 이러한 경량화 효과는 동급 선박보다 최대 운항 속력의 향상과 함께 작전 반경의 향상효과 또한 기대할 수 있는 것으로 시뮬레이션되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권3호
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• pp.275-281
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• 2011

선박의 건조 공정 중 병목공정에 해당하며 전적으로 숙련자의 수작업으로만 이루어지는 공정이 곡가공 공정이다. 이러한 곡가공 공정을 자동화 하고자 산업계와 학계의 많은 노력이 경주되었다. 기존의 곡가공 자동화 시스템 개발은 산업계와 학계에서 오랜 동안 연구되어 왔음에도 불구하고 실제로 생산현장에 투입되어 성공적으로 운영되는 사례는 없었다. 본 연구는 이러한 기존 곡가공 자동화 시스템 개발의 문제점을 파악하고 이를 해결할 수 있는 대안으로 요구사항 정의, 시스템 설계, 하부시스템 및 구성요소의 구현, 시스템 통합 및 검증의 4단계 시스템 엔지니어링 기반의 시스템 개발방법론을 제안하였다. 제안된 개발방법론을 기반으로 선체 곡가공 자동화 시스템 프로토타입 개발에 적용하고 결과를 고찰하여 기존 곡가공 자동화 시스템 개발에서의 문제점을 해결할 수 있는 대안이 될 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권1호
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• pp.38-47
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• 2023

According to the government policy of environmental regulations, interest of ship, which made with High-Density Polyethylene (HDPE) as a low-carbon and eco-friendly material, is growing as a substitute for the existing fishery boat hull materials such as FRP, aluminum, steel etc. However, regulations related to the production of HDPE ship are still quite incomplete. Even there are no regulations related to structural analysis. Therefore, in this study, structural analysis is carried out by applying different design loads for each international classification for 38ft class HDPE power boats, and the results are compared and analyzed. According to this study, although there is a correlation between the based pressure value and the analysis result value of each class regulation, it is not necessarily proportional. Also, This analysis result shows a difference not only depending on the size of design load, but also application range of the load, the pressure adjustment factor and section shape. However, the occurrence point and trend of the maximum stress values were quite consistent. It is hoped that the results of this study will be used when establishing HDPE ship structure analysis procedures and standards in the future.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.123-130
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• 2016

선박 건조 시장의 요구를 맞추기 위하여 신속한 건조의 목표로 노력하고 있는 조선소가 선박 정도관리에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있다. 선박 건조 공정에서 생산성의 향상과 생산 주기의 단축을 위하여 선박 부재의 정도평가를 전 주기에서 수행해야 하는 것은 중요하다. 선박의 품질을 높이기 위하여 조선소에서 블록의 정도제어를 수행하는 것은 선박의 건조 주기를 단축할 수 있을 뿐만 아니라 건조 비용도 줄일 수 있다. 선박 블록의 정도를 제어하는 중심은 선박 블록 통합 정도관리 시스템을 만들어야 한다. 이 시스템은 "Non-allowance Shipbuilding"의 목표로 정도관리의 총괄성, 블록 정도의 향상, 정도 관리 과정의 표준화 등이 이루어져야 한다. 일반적으로 정도관리를 수행하는 관리자가 광파측정기를 이용하여 선박 블록의 접합면에 있는 주요 포인트(vital point)를 측정하고 수집하지만 무거운 계측장비를 가지고 블록의 정도관리를 수행하는 것은 불편할 뿐만 아니라 시간도 오래 걸린다. 본 논문에서는 선박 블록의 정도관리 시간을 단축할 수 있는 포인트 클라우드 기반으로 3차원 레이저 스캐너를 이용한 선박 블록 탑재 전에 오차예측 방법을 제안하였다. 이 방법은 ICP(iterative closest point) 알고리즘으로 측정된 포인트 클라우드와 설계된 점들의 비교 작업을 수행한 다음에 허용범위 내의 오차를 만족하는 지를 판단한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.136-143
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• 2018

3-D templates are produced to evaluate completeness of the shell plates during the forming process, which is an essential step for the ship production. They are mostly produced in advance during the detail/production design stage, but occasionally they are requested by the shell plate forming department, because it is impossible to predict accurately the necessities of them at the design stage. This results in a huge loss of man-hour and a bottleneck. In order to resolve this issue while reducing the dependence on other department, the process of manufacturing the 3-D templates needs to be automated. Therefore, this study proposes an automatic system that calculates the manufacturing information of the 3-D templates with only geometric information of the shell plates. The system considers the thickness and the cutting method of the parts of the 3-D templates and some options are provided to reflect the intention of the worker.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권3호
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• pp.265-287
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• 2016

The change of the global performance of a turret-moored FPSO (Floating Production Storage Offloading) with DP (Dynamic Positioning) control is simulated, analyzed, and compared for two different internal turret location cases; bow and midship. Both collinear and non-collinear 100-yr GOM (Gulf of Mexico) storm environments and three cases (mooring-only, with DP position control, with DP position+heading control) are considered. The horizontal trajectory, 6DOF (degree of freedom) motions, fairlead mooring and riser tension, and fuel consumptions are compared. The PID (Proportional-Integral-Derivative) controller based on LQR (linear quadratic regulator) theory and the thrust-allocation algorithm which is based on the penalty optimization theory are implemented in the fully-coupled time-domain hull-mooring-riser-DP simulation program. Both in collinear and non-collinear 100-yr WWC (wind-wave-current) environments, the advantage of mid-ship turret is demonstrated by the significant reduction in heave at the turret location due to the minimal coupling with pitch mode, which is beneficial to mooring and riser design. However, in the non-collinear WWC environment, the mid-turret case exhibits unfavorable weathervaning characteristics, which can be reduced by employing DP position and heading controls as demonstrated in the present case studies. The present study also reveals the plausible cause of the failure of mid-turret Gryphon Alpha FPSO in milder environment than its survival condition.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1267-1273
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• 2022

최근 한국 조선업계가 세계 선박 발주 물량의 대부분을 수주하고 있지만, 생산 현장에서는 인력난으로 생산공정 차질을 겪고 있다. 오랜 조선업 불황으로 일감과 임금 모두 줄어든 탓에 근로자들이 조선소를 떠났기 때문이다. 수주가 증가한 주요 요인은 카타르 LNG선 대량 발주였으며, 선박에 요구되는 기술 사양이 복잡해지는 상황도 유리하게 작용하고 있다. 선박은 계약한 인도 시점이 무엇보다도 중요하기 때문에, 조선소의 주요 공정 중 도크 진수 계획이 무엇보다도 중요한 관리 아이템이다. 도크에서 건조되는 구조물은 의장 작업을 남긴 선체 혹은 완성형 선박일 수 있으며, 때에 따라서 선체의 일부 블록 수준일 경우도 많다. 진수 시, 선체는 유체력에 의한 호깅(hogging) 혹은 새깅(sagging) 모멘트 영향을 받게 되고, 블록 연결부의 구조강도에 대한 안전성 확보가 무엇보다도 중요하다. 정상적인 공정이라면 연결 부재는 용접을 끝낸 상태에서 진수하지만, 실제 조선사에서는 도크 일정을 준수하기 위하여 구조 안전성이 확보되는 조건에 대한 빠른 의사결정이 필요하다. 본 연구에서는 앞서 언급한 문제점들을 엔지니어링 관점에서 합리적으로 판단하기 위하여 휨 응력평가법과 유한요소해석 모델링을 사용한 상세 해석법과 적용성을 분석하였다. 논문에서 언급된 주요 내용은 향후 유사 구조 강도 평가의 진행 시 좋은 사례로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.246-252
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• 2014

본논문은 150마력급 선내형 소형 워터제트 추진시스템 개발에 대한 연구이다. 워터제트는 흡입부, 임펠러, 디퓨저(공기확산기), 후진부와 메인 샤프트로 구성되어 있다. 워터제트의 구성품은 사형 주조후 정밀가공을 거쳐 개발하였다. 워터제트 추진기관의 개발은 각각의 부품에 대한 설계-제작-검사의 과정을 거쳐 최종 완성하였으며, 육상 시험 풀에서는 선체의 이동 없이 워터제트의 펌프 특성을 확인한 결과, 최대 37m/s의 유속과 0.29m3/s의 유량을 배출할 수 있는 성능을 확보하였다. 본 연구에서 개발된 워터제트 추진장치를 설치한 21ft 시험선을 사용하여 실증 연구를 수행하였다. 그 결과, 국내 연안에서 시험시 선체무게와 엔진등 기타 부수적인 무게가 대략 1.2ton 가량 이였으며 이 상태에서 엔진회전수 3,700rpm에서 최대시속 45km/h의 운항속도를 기록하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.180-185
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• 2014

Due to the larger and high-speed vessels recently constructed, output and speed of the engines for propulsion or power generation is increasing. These high-power and high-speed engine of the ship is becoming as a major contributor causing excessive noise and vibration. Other fittings as well as equipment installed on board, it makes equipment failure or other defect by resonance. This causes a lot of M/H(Man Hour) for repairs and the reliability of the company is invading even be negative because the clients give much comment. Thus, it's being studied for any fittings installed on board to maintain the safe operation and to prevent any problem during the performance in any operating conditions. In this study, it was investigated to solve these problems for the supports of the various fittings for easy installation-related support that each type of intensity and shape and manufacturing method using structural analysis program(DNV Nauticus Hull 3D Beam). Namely, it would be applied to the very large crude carriers in consideration of mechanics of materials of the support equipment by providing the fact that dynamics analysis of the structural characteristics of the equipment and the support of the production installation is easy and productivity can be high standards for geometry and thereby to simplify the analysis task to design changes at the same time and to minimize the reinforcement for the supports.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제11권2호
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• pp.71-81
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• 1987

Nowadays, the high development of industrial technique demands the optimal design of marine structures to be welded under the water, because the underwater welding of the ship hull and marine structures can decrease manpower and cost of production. However there is not available at present any report on fatigue behavior about underwater welded joints. In this paper under tention- tension repeated fatigue stress with frequency of 10 cycles per second by local controlled system, the fatigue strength properties of underwater welded joints of SM41A-2 Plate-to-Plate of 10 mm thickness were experimentally examined. The results obtained were as follows : 1) The fatigue strength of underwater welded joints of SM41A-2 was peaked at the heat input of about 1, 400 joule/mm(180 A, 36 V), while, at the heat input of more than about 1, 100 joule/mm (160 A, 33 V) that of the underwater welds at the higher than cycle of life rather than the lower cycle was higher than that of the base metal but lower than that of the atmosphere welds on account of both cooling and notch effects. 2) The fatigue limit of underwater welds increased with an increase of heat input resulting in a peak of that at the heat input of about 1, 400 joule/mm and then decreased gradually. 3) The fatigue strength at N cycles was peaked between the heat input of about 1, 400 and 1, 700 joule/mm where the strain was rapidly increased. 4) It was confirmed that the optimal zone of heat input condition for obtaining the underwater welds fatigue strength higher than that of the base metal exists, and if out of this zone, the fatigue strength of the underwater welds was lower than that of the base metal because of lack weld penetration, inclusion of slag, voids, etc. 5) By the fatigue test, the underwater welds fractured brittly without visual deformation, so the strain was remarkably less than of the atmosphere welds. 6) The fatigue life factor was peaked at the heat input of about 1, 600 joule/mm (200 A, 36 V) at which the mean strain is a little higher than that of the base metal but quite lower than those of the atmosphere welds, resulting in good underwater welds because both fatigue strength and ductility of the underwater welds are higher than those of the base metal at such heat input.