• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.166-172
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• 2012

일반적인 파고 측정 시스템은 스펙트럼 분석을 통하여 파고를 측정한다. 하지만 스펙트럼 분석은 fast fourier transform(FFT)을 이용하기 때문에 구조가 복잡하며, 또한 FFT를 사용하기 위해서는 먼저 데이터를 저장해야 하기 때문에 실시간 처리가 어렵다. 본 논문에서는 칼만필터와 관성센서를 사용하여 실시간으로 데이터를 처리하는 알고리즘을 개발하고 성능을 평가하였다. 칼만필터 이론은 비교적 복잡한 알고리즘이지만 FFT를 사용하는 것에 비하여 간단하며, 가속도 데이터를 적분하여 위치를 효율적으로 추정할 수 있다. 하지만 가속도 데이터를 적분할 때 오차의 누적이 발생되는데, 파고의 특징을 이용한 알고리즘을 개발하여 누적오차 문제를 해결하였다. 본 논문에서는 다양한 조건의 해파를 모델링하여 성능평가를 수행하였으며, 실험을 통하여 풍랑측정에 한해서 평균 오차율 3.5%로 우수한 측정 성능을 확인할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.215-220
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• 2014

파고 부이에 설치된 가속도센서를 통해 가속도 값을 측정하고, 이를 통해 파고를 계산하는 알고리즘은 대부분 측정된 가속도값의 이중적분을 취하여 구하고 있다. 이와 같은 적분과정은 오차의 누적을 수반하게 되며, 오차의 누적은, 자칫 오측정 및 시스템의 불안정으로 이어질 수 있다. 한편, 해수면의 물입자 운동은 주기적이며 타원운동을 하고 있다는 사실이 잘 알려져 있다. 이러한 사실로 부터, 선형적 관계를 이용하여 타원 운동식을 직접 계산할 수 있으며, 이에 대한 최소값을 구함으로써 파고를 얻을 수 있게 된다. 본 연구는, 이중 적분 과정을 통해 수반되는 오차누적의 영향을 최소화하는 방법으로서 선형적 관계의 이용가능성을 확보하고자 하는데 그 목적이 있다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제6권4호
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• pp.13-18
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• 2002

Active control has been partly applied to suppress the re-reflecting waves in wave basin with plunger-type wave maker to obtain desirable waves. This limitation comes from the non-confirmable theoretical background to the control algorithm. This paper proposes control logic to overcome this drawback, based on the impulse response function for propagating waves between control input and the wave height. The performances have been verified as reasonable in practical application by comparing with the propagating wave components in numerical wave basin, using wave decomposition method. Moreover, the control logic can also give useful wave-absorbing performance after cessation of wave generation.

• 한국해양공학회지
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• 제27권6호
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• pp.100-105
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• 2013

This paper presents a sea surface reconstruction method that uses measured radar images by applying filtering techniques and identifying wave characteristics of the surrounding the Ieodo ocean research station using WaveFinder (X-band wave measurement radar), which is installed in the station. In addition, the results obtained from real radar images are used to verify the reconstructed sea surface. WaveFinder is a marine system that was developed to measure wave information in real time. The WaveFinder installed in the station could acquire sequent images for the sea surface at constant time intervals to obtain real time information (Wave height, mean wave period, wave directionality, etc.) for the wave by getting a three-dimensional spectrum by applying an FFT algorithm to the acquired sequent images and wave dispersion relation. In particular, we found the wave height using the SNR (Signal to noise ratio) of the acquired images. The wave information measured by WaveFinder could be verified by comparing and analyzing the results measured using the wave measurement instrument (Sea level monitor) in the station. Additionally, the wave field around the station could be reconstructed through the three-dimensional spectrum and the inverse FFT filtering from the analyzed results for the measured radar images. We verified the applicability of the sea surface reconstruction method by comparing the measured and simulated sea surfaces.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1055-1062
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• 2015

본 논문에서는 GPS 위치 정보를 이용한 파고계측시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 이중주파수 측정치 및 GPS 정밀위성정보를 이용하여 위치를 추정하는 PPP 기반 항법 알고리즘을 사용한다. 이를 이용하여 기준국으로부터 보정정보를 받는 RTK나 DGPS 기반 파고계와 달리 기준국과의 거리에 관계없이 높은 정확도로 위치 추정이 가능하다. 그리고 GPS 단독으로 운용되는 간단한 시스템이므로, 가속도계 기반 파고 계측 시스템처럼 다른 센서를 이용하여 누적되는 위치 오차를 보정할 필요가 없다. 제안한 파고계측시스템을 테스트하기 위하여 경북 울진 죽변항 인근 해역에 제안한 시스템과 기상청에서 활용하는 상용 파고계를 탑재한 부표를 설치하고, 시험 운용하였다. 그리고 부표로부터 전송된 두 가지 파고 데이터를 상호 비교함으로써 제안한 시스템의 성능을 평가하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권3호
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• pp.227-232
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• 1995

크노이드파의 발생에 필요한 Jacobian 매개변수 산정에 관한 새로운 방법이 제안되었다. 제안된 방법에서는 수심, 파고 및 파의 주기 또는 파장이 주어지면, Newton-Raphson 방법과 산술 및 기하평균방법을 이용하여 기존의 시행착오법과 비교하여 과정은 더욱 단순하면서도 동일한 정밀도를 갖는 결과를 제공한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권3호
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• pp.243-250
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• 2022

본 연구에서는 인공지능을 활용한 영상분석 기술을 통해 영상 내의 월파를 실시간으로 감지하고 처오름 높이를 산정하는 기술을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 월파 감지 시스템은 실시간으로 악기상 및 야간에도 월파를 감지할 수 있음을 확인하였다. 특히, 합성곱 신경망을 적용하여 실시간으로 CCTV 영상에서 파랑의 처오름을 감지하고 월파 여부를 판단하는 여과 알고리즘을 적용하여 월파의 발생 감지에 대한 정확성을 향상시켰다. AP50을 통해 월파 감지 결과의 정확도는 59.6%로 산정되었으며, 월파 감지 모델의 속도는 GPU 기준 70fps로 실시간 감지에 적합한 정확도와 속도를 보임을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권4호
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• pp.249-260
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• 2024

본 논문에서는 컨테이너선의 조파 저항을 효율적으로 감소시킬 수 있는 기술과 관련하여 연구한 내용을 정리하였다. 컨테이너선에 적용이 가능한 조파저항 저감 기술을 개발하고 실선 설계에 사용하기 위하여 최적화 알고리즘, 선체 형상 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 최적 설계 기법을 적용하여 선형 최적 설계를 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 선형최적 설계에 있어서 중요한 요소인 설계 변수의 적절한 설정과 설계 변수의 하한과 상한을 효율적인 설정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 선형 최적 설계에 적용하였다. 개발된 컴퓨터 프로그램의 신뢰성과 실선 적용성을 예측하기 위하여 전 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너선인 KCS(KRISO Container Ship) 선박에 대한 선형 최적 설계를 수행하였다. KCS 선박의 설계 속도인 Fn=0.26에서 선형 최적 설계를 수행하였으며, 대상 선박인 KCS 선박의 선형과 선형 최적 설계의 결과로써 도출된 선박의 선형에 대한 수치해석을 수행하여 조파 저항, 파형 그리고 파고를 구하고 서로 비교하였다. 결론적으로, 최적 선박은 대상 선박과 비교하여 조파 저항이 80.60% 감소하였고, 배수량과 침수 표면적은 각각 1.54%, 1.21% 감소하는 것을 알 수 있었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.711-722
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• 2020

An optimization framework using genetic algorithms has been developed towards an automated parametric optimization of the Octabuoy semi-submersible design. Compared with deep draft production units, the design of the shallow draught Octabuoy semi-submersible provides a floating system with improved motion characteristics, being less susceptible to vortex induced motions in loop currents. The relatively large water plane area results in a decreased natural heave period, which locates the floater in the wave period range with more wave energy. Considering this, the hull design of Octabuoy semi-submersible has been optimized to improve the floater's motion performance. The optimization has been conducted with optimized parameters of the pontoon's rectangular cross section area, the cone shaped section's height and diameter. Through numerical evaluations of both the 1st-order and 2nd-order hydrodynamics, the optimization through genetic algorithms has been proven to provide improved hydrodynamic performance, in terms of heave and pitch motions. This work presents a meaningful framework as a reference in the process of floating system's design.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.118-126
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• 2024

본 논문에서는 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화와 관련하여 연구한 내용과 결과를 정리하였다. 컨테이너선은 일반적으로 프루우드 수 0.26 근처에서 운항하는 선박으로 이 속도에서 운항하는 선박 전용 선형 최적 설계 자동화를 구현하기 위하여 최적화 알고리즘, 선형 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 계산 기법을 적용하여 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화가 가능한 수치해석 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, HOTCONTAINER라고 명명하였다. 본 연구에서는 선형 최적 설계를 위한 설계 변수의 적절한 선정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 개발된 선형 최적 설계 자동화 알고리즘의 신뢰성과 실선 적용성을 파악하기 위하여 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너 선박인 KCS 선박을 대상 선박으로 하여 선형 최적 설계 자동화 수치해석을 수행하여 그 결과물로써 최적 선박을 도출하고, 대상 선박과 최적 선박의 조파저항과 파계 그리고 파고를 비교하였다. 결론적으로 최적 선박이 대상 선박과 비교하여 조파저항이 47.63% 감소한 것을 볼 수 있었으며, 배수량과 접수 표면적은 각각 0.50%, 0.39% 감소한 것을 볼 수 있었다.