• International Journal of Ocean Engineering and Technology Speciallssue:Selected Papers
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• 제5권1호
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• pp.22-28
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• 2002

A New concept for the LNG-FPSO ship, with moonpool and bilge step in bottom, is proposed. This concept is investigated with regard to motion reduction and sloshing phenomena of the cargo and operation tanks. The principal dimensions of the ship are $L\timesb B\times D\times t(design)=270.0\times51.0\times32.32\times13.7(m)$, with a total cargo capacity of 161KT; a 98% loading condition is considered for this study. The moonpools and rectangular step at the bilge have been designed for the purpose of decreasing the motion within the tank. For the motion analysis, linearized three-dimensional diffraction theory, with the simplified boundary condition was used. The six-degree of freedom coupled motion responses were calculated for the LNG-FPSO ship. Viscous effects on the roll motion responses of a vessel were taken into account in this calculation program, using an empirical formula suggested by Himeno(1981). The case study for the moonpool size has been conducted using theoretical estimation and the experimental method. For the optimization of the moonpool size and effect of the bilge step, 9 cases of its size, both with and without bilge step, were involved in the study. no motion responses, especially roll motion, for the designed LNG-FPSO ships are much lower than those of other drill ships and shuttle tankers. The limit criterions are satisfied. To check the cargo tank and operation tank sizes, we performed a sloshing analysis in the irregular waves which focuses on the pressure distribution on the tank wall and the time history of pressure and free surface for No.2 and 5 tanks of LNG-FPSO with chamfers. Finally, optimum tank sire was estimated.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.529-536
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• 2017

일반적인 지상통제 시스템은 단일 무인항공기 운용을 위한 통제 및 정보 전시 기능을 갖추고 있다. 현대에서는 단일 지상통제 시스템을 사용하여 복수 무인항공기의 운용이 요구되고 있다. 이로 인하여 무인기 운용자는 과거보다 다양한 임무 수행이 요구되며, 임무 수행 중 다양한 요인에 의하여 임무과부하를 받게 된다. 본 연구에서는 복수무인기 운용자의 임무과부하 측정을 통해 운용자의 상태를 반영한 적응형 지상통제 시스템을 제안한다. 복수무인기를 운용할 수 있는 지상통제 소프트웨어를 개발하고, 또한 시뮬레이터를 구성하여 운용자가 지상통제 시스템의 운용을 통해 시스템의 기능을 검증한다. 적응형 지상체 실험을 분석한 결과, 비적응형 지상체 실험 결과와 대비하여 운용자의 동공지름이 감소하고, 임무 성능이 증가하는 등 적응형 지상체의 효용성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권4호
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• pp.281-290
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• 2021

기존 레이다 시스템에 비해 다양한 이점을 제공하는 능동 위상 배열 (AESA) 레이다의 성공적인 운용을 위해서는 정확하고 강건한 항법이 중요하다. 본 논문은 AESA 레이다를 탑재한 항공기의 EGI 시스템을 기반으로 한 통합 항법의 성능 분석에 대한 연구를 소개한다. GPS 및 IMU 입력을 생성하는 모델이 개발되었고, GPS/IMU 약결합 항법 필터가 구성되었다. GPS/IMU 모델 및 항법 필터와 함께 6자유도 항공기 시뮬레이터를 사용하여 항법 성능을 평가하는 절차가 소개되었다. 성능 분석 절차의 단계는 사례 연구와 함께 설명되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.55-61
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• 2008

면진장치 중에서 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 마찰진자 베어링은 적절한 마찰력을 얻기 위해 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 마찰재가 이용되고 있다. 본 연구에서는 자력의 반발력을 이용해 재료의 성질을 대체하여 면진성능을 향상 시킬 수 있는 자력을 이용한 마찰진자 베어링을 제안하였다. 제안된 시스템은 자력에 의한 반발력이 수직력을 줄여줌으로써 재료에 의한 마찰계수의 영향을 줄일 수 있음을 가정하였다. 또한 자력의 영향을 가정하기 위해서 간단한 실험을 구성해 보았으며, 자력이 작용을 할 때 마찰계수($\mu$)를 약 20%정도 줄여줄 수 있었다. 실험 결과를 적용한 수치해석을 통해 다양한 지진에 대해서 기존의 마찰진자 베어링보다 향상된 성능을 보여주었고, 특히 지진으로 인해 구조물의 파괴에 작용하는 주된 요소인 최상층의 가속도와 구조물의 상대변위를 비교함으로써 제안된 시스템이 면진장치로서의 기능을 가지고 있음을 확인하였다. 자력을 이용하여 기존의 PTFE 마찰재를 대체할 수 있는 자력을 이용한 마찰진자 베어링의 구조적 설계를 할 수 있다면 마찰진자 베어링의 문제점을 보완한 기초격리장치로서 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.450-458
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• 2017

본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.147-152
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• 2016

형상기억합금은 가열되거나 냉각될 때 모양과 강도가 변화하면서 큰 힘을 발생한다. 와이어 형태의 형상기억합금은 열을 가하면 길이가 축소되면서 상당히 큰 힘을 발휘하며, 소음없는 운동을 발생시킬 수 있으므로 모터를 대체할 수 있는 구동기로 활용가능하다. 이런 형상기억합금 구동기는 전기로 직접 가열할 수 있으며, 큰 범위의 운동을 만들어내는데 사용될 수 있다. 본 논문에서는 형상기억합금 구동기를 이용하여 3 개의 손가락을 가진 6 자유도의 로봇 손을 개발하고 제어하는 것에 대해 기술한다. 각 손가락은 2 개의 관절을 가지고 있으며, 각 관절은 길항(拮抗) 운동을 위해 서로 반대로 동작하는 두 개의 힘줄에 의해 구동된다. 부드러운 운동을 위한 충분한 힘을 만들어 내기 위해 각 힘줄은 2 개의 형상기억합금 구동기가 병렬로 구성된다. 형상기억합금 구동기를 가열하기 위한 전류를 제어하기 위해 PWM 드라이버를 채용하였으며, 실험을 통해 손가락의 길항 작용을 평가한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.461-467
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• 2016

부유 이송식 해상풍력 기초를 목표 지점에 설치하기 위해서는 내부의 중공부에 해수를 주입하여 착저 시키게 되는데, 그 과정에서 중량 및 무게 중심과 부력중심이 변하게 되어 부유식 기초가 불안정해 질 수 있다. 부유 이송식 기초의 동적안정성 해석은 기초 외부의 수력학적 하중과 6-자유도 운동을 하게 되는 기초에 작용하는 파도와 조류 하중 및 설치 과정에서 기초 내부의 중공부로 투입되는 해수의 무게중심 이동까지 동시에 고려해야 하는 복잡한 문제이다. 따라서 본 연구에서는 3차원 비정상 CFD 기법과 다물체 동역학 기법을 연성 (coupling)한 정밀 해석기법을 적용하여 부유 이송식 기초 내부 물의 슬로싱 운동까지 고려한 동적안정성 해석을 수행하고 특성을 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권3호
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• pp.270-282
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• 2015

A submerged body moving near the free surface needs to maintain its attitude and position to accomplish missions. It is necessary to validate the performance of a designed controller before a sea trial. The hydrodynamic coefficients of maneuvering are generally obtained by experiments or computational fluid dynamics, but these coefficients have uncertainty. Environmental loads such as the wave exciting force and suction force act on the submerged body when it moves near the free surface. Thus, a controller for the submerged body should be robust to parameter uncertainty and environmental loads. In this paper, the six-degree-of-freedom equations of motions for the submerged body are constructed. The suction force is calculated using the double Rankine body method. An adaptive control method based on an artificial neural network and proportional-integral-derivative control are used for the depth controller. Simulations are performed under various depth and speed conditions, and the results show the effectiveness of the designed controller.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권5호
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• pp.495-508
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• 2018

Shape memory alloys (SMAs) exhibit superelasticity given the ambient temperature is above the austenite finish temperature threshold, the magnitude of which significantly depends on the metal ingredients though. For the monocrystalline CuAlBe SMAs, their superelasticity was found being maintained even when the ambient temperature is down to $-40^{\circ}C$. Thus this makes such SMAs particularly favorable for outdoor seismic applications, such as the framed structures located in cold regions with substantial temperature oscillation. Due to the thermo-mechanical coupling mechanism, the hysteretic properties of SMAs vary with temperature change, primarily including altered material strength and different damping. Thus, this study adopted the monocrystalline CuAlBe SMAs as the kernel component of the SMA braces. To quantify the seismic response characteristics at various temperatures, a wide temperature range from -40 to $40^{\circ}C$ are considered. The middle temperature, $0^{\circ}C$, is artificially selected to be the reference temperature in the performance comparisons, as well the corresponding material properties are used in the seismic design procedure. Both single-degree-of-freedom systems and a six-story braced frame were numerically analyzed by subjecting them to a suite of earthquake ground motions corresponding to the design basis hazard level. To the frame structures, the analytical results show that temperature variation generates minor influence on deformation and energy demands, whereas low temperatures help to reduce acceleration demands. Further, attributed to the excellent superelasticity of the monocrystalline CuAlBe SMAs, the frames successfully maintain recentering capability without leaving residual deformation upon considered earthquakes, even when the temperature is down to $-40^{\circ}C$.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.99-107
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• 2013

본 논문에서는 조종이 미숙한 일반인을 위한 모의운전장치로서 보트 운항능력 확보를 위한 레저보트 시뮬레이터 개념설계에 관한 연구를 수행하였다. 레저보트 조종시뮬레이터 요구조건을 도출하기 위하여 국내 외 해양레저산업의 현황을 분석하고 레저보트와 관련된 사고유형과 국내 해양레저관련 제도와 법규에 대하여 분석하였다. 레저보트 보유현황을 기반으로 20 ft 및 40 ft급 파워보트를 개발대상 선박으로 선정하였으며, 실제 레저보트의 운항환경과 동일한 환경을 구현하여 훈련의 집중도와 현실감을 최대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 특히, 레저보트의 운항특성 및 운동특성을 보다 정확히 구현하기 위하여 선박의 형상특성과 해상상태가 반영된 파워보트의 6자유도 운동 수학모형을 개발하여서, 파도 바람 조류 등 외란 중 운동을 재현하는 조종자용 6자유도 모션플랫폼을 적용하여 훈련의 현실감을 극대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 조종면허, 조종숙련도 향상을 위하여 국내 조종면허제도와 수상레저안전법, 해상교통안전법 등을 분석하여 교육 시나리오를 설계하였다.