일반적으로 선박의 보침성능을 평가하기 위해서 spiral test가 이용되고 있다. 그러나 spiral curve를 얻기 위한 spiral시험 및 역spiral시험에 있어서 바람과 파도 등의 영향으로 많은 어려움이 따른다. 따라서 spiral 시험을 하지 않고도, zig-zag test의 overshoot angle을 이용하여 선박의 보침성능을 판정하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 실선의 spiral 시험결과를 대상으로, K-T 조종수학모델을 적용하여 zig-zag 운동을 계산하고, overshoot angle과 보침성능과의 상관관계를 조사하였다.
In this paper, a 3m-class free running model ship will be introduced with its manoeuvring performance experiments. The results of turning circle test and zig-zag test will be explained. The developed system are equipped with GPS, main control computer, wireless LAN, IMU (Inertial Measurement Unit), self-propulsion propeller and driving rudder. Its motion can be controlled by RC (Radio Control) and wireless LAN from land based center. Automatic navigation is also available by pre-programmed algorithm. The trajectory of navigation can be acquired by GPS and it provides us with important data for ship's motion control experiments. The results of manoeuvring performance experiment have shown that the developed free running model ship can be used to verify the test of turning circle and zig-zag. For next step, other experimental researches such as ship collision avoidance system and automatic berthing can be considered in the future.
본 논문에서는 세계최초로 내철형 주상변압기 코일의 권선을 일반적인 권선방법에서 Zig-Zag(가칭) 권선방법으로 설계 제작하는 방법을 제안하였으며, 또한 바니시 함침공정을 생략하고 단락강도 및 절연내력을 향상시킬 수 있는 내철형 변압기용 권선의 신프레임 구조개발 내용을 제안하였다. 기존의 주상변압기 권선방법에 비하여 전기절연 측면에서 층간 절연지의 사용매수 및 두께를 획기적으로 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한 원가절감과 손실저감 및 단락기계력 대처능력이 우수함을 검증하였으며 국내전력회사 배전계통 주상변압기에 유용하게 활용할 수 있다.
This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist in the avoidance of collision and in operation of ships to evaluate the maneuverability of research vessel Jera. Authors carried out full-scale sea trials for turning test, zig-zag test, and spiral test at actual sea-going condition, which were performed on starboard and port sides with 10-20 rudder angle at service speed of 10 knots. The turning circle was much different at both of the turning of port and starboard which was longer at the starboard than at the port. In the zig-zag test results, the port and starboard was $10^{\circ}$ the first and second overshoot angles were $6.0^{\circ}$, $5.8^{\circ}$ and $6.3^{\circ}$, $7.1^{\circ}$ respectively and the first overshoot angles were $16.4^{\circ}$, $17.6^{\circ}$ when using $20^{\circ}$. Her maneuverability index T and N can be easily determined by using an analogue computer with the data obtained from the zig-zag tests where K is a constant representing the turning ability and T is a constant representing her quick response. In the zig-zag tests under $10^{\circ}$ or $20^{\circ}$ at rudder angle, the value K is 0.149. 0.123 sec- and T is 11.853 and 6.193 sec and angular velocity is $0.937^{\circ}/sec$ and $1.636^{\circ}/sec$. In the spiral test, the loop width was unstable at $+0.51^{\circ}$ and $-1.19^{\circ}$ around the midship of rudder, but the tangent line at $0^{\circ}$ was close to vertical. From the sea trial results, we found that she did comply with the present criterion in the standards of maneuverability of IMO.
This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist in the avoidance of collision and in operation of ships to evaluate the manoeuvrability of own ship. The actual manoeuvering characteristics of ship can be adequately judged from the results of typical ship trials manoeuvres. Author carried out sea trials based full scale for turning test, zig-zag test, spiral tests and crash-stop test at actual sea going condition. The turning circle manoeuvres were performed on starboard and port sides with $35^{\circ}$ rudder angle at the service speed, and Zig-zag procedures were performed on both sides with $10^{\circ}$ and $20^{\circ}$ rudder angle respectively. Spiral tests were carried out on the both sides and crash stop test was also carried out. The results from tests could be compared directly with the standards of manoeuverability of IMO and consequently the manoeuvring qualities of the ship is fully satisfied with its.
안전운항을 위해 항해사가 숙지하고 있어야하는 것은 선박의 조종성능이다. 선박이 조우하는 상황이나 위험상황에 처했을 때 피항동작을 취하기 위해 변침을 하게 되는데 그러한 조치를 취하기 위해 타각을 얼마큼 줄 건지를 판단하고 직진상태에서 타각을 사용한 이후 정해진 방향으로 바꾸는데 필요한 시간과 어떻게 운동하는지를 예측할 수 있어야 선박의 안전을 확보할 수 있다. 실습선 한바다호의 조종성능을 확인하기 위해 IMO에서 제시하는 $10^{\circ}/10^{\circ}$ 및 $20^{\circ}/20^{\circ}$ 지그재그 테스트와 좌현/우현 선회시험을 시행하였고 실선계측을 통해 이 때 나타나는 선박의 운동을 함께 측정하여 항해사들이 적절한 피항동작을 취할 수 있도록 실습선 한바다호의 조종성능과 선박운동의 정보를 제공하고자 한다.
This paper concerns the development of the transformer that can reduce harmonics supplied to the system if the output of photovoltaic inverter in the photovoltaic system is grid-connected, and suggests that problems of harmonics and power factor degradation in the grid-connected photovoltaic system can be improved. In this study, the burden of increasing the investment in new facilities and securing their installation space due to harmonics has been substantially eased through the development of a hybrid transformer possessing unbalanced function and harmonics reduction function using zig-zag coils, and most of all, it is expected that the development of such high efficiency hybrid transformer possessing functions of transformation and reducing harmonics can improve the power quality as well as prevent damages caused by harmonics, leading to suppress unnecessary loss of electric power and thereby contribute to energy savings.
The Kinematic GPS is well known to provide a quite good accuracy of positioning within an level. Although kinematic GPS assures high precision measurement on the basis of an appreciable distance between a reference station and an observational point, it has measurable distance restriction within 20 km from a reference station on land. Therefore, it is necessary to make out a simple and low-cost method to obtain accurate positioning information without distance restriction In this paper, the velocity integration method to get the precise velocity information of a ship is explained. The experimental results of Zig-zag maneuver and Williamson turn as the ship's maneuvering test, and other experimental results of ship's movement during leaving and entering the port with low speed were shown. From the experimental results, ship's course, speed and position are compared with those obtained by kinematic-GPS, velocity integration method and dead reckoning position using Gyro-compass and Doppler-log.
Ship's hydrodynamic coefficients in manoeuvring equations are generally derived by captive model tests or numerical calculations. Empirical formulas have been also proposed in some previous researches, which were useful for practical predictions of hydrodynamic coefficients of a ship by using main dimensions only. In this study, ship's hydrodynamic coefficients based on empirical formulas were optimized by using its free running test data. Eight manoeuvring performance indices including steady turning radius, reach in zig-zag as well as well-known IMO criteria indices are selected in order to compare simulation results with free runs effectively. Sensitivities of hydrodynamic coefficients on manoeuvring performance indices are analyzed. And hydrodynamic coefficients are tuned within fixed bounds in order of sensitivity so that they are tuned as little as possible. Linear and nonlinear coefficients are successively tuned by using zig-zag and turning performance indices. Trajectories and velocity components by simulations with tuned hydrodynamic coefficients are in good agreements with free running tests. Tuned coefficients are also compared with coefficients by captive model tests or RANS calculations in other previous researches, and the magnitudes and signs of tunes are discussed.
선박이 제한수로를 운항할 때에는 기존 심수 및 천수 중을 운항하는 선박의 조종특성과 일반적으로 다르기 때문에 선박의 안전한 항해를 위해 달라지는 선박의 조종특성 추정이 중요하다. 본 연구에서는 제한수로를 운항하는 선박의 조종성능을 추정하기 위해 조종운동 방정식과 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 통한 유체력 미계수를 이용하여 조종성능을 추정하였다. 조종 수학 모델 중 선체, 프로펠러, 타를 분리하여 유체력을 모델링하는 방식인 모듈형(modular type) 모델에 제한수로의 영향을 고려하는 항을 추가하여 제한수로 중 조종성능을 추정 연구를 수행하였다. 제한수로 중 선체에 작용하는 유체력 미계수를 도출하기 위하여 상용 CFD 프로그램을 이용한 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 수행하였다. 최종적으로 제한수로 중 직진 시뮬레이션과 Zig-zag 시뮬레이션을 수행하여 제한수로의 영향이 고려된 조종 시뮬레이션을 수행하였다. 특히 선박의 침로 안정성능을 평가하기 위해 Zig-zag 시험을 수행하는데, 측벽으로 인한 선박 주위의 비대칭 유동이 좌현과 우현에 압력차이를 발생시켜 선박의 궤적에 큰 영향을 미침을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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