• Ocean Systems Engineering
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• 제9권1호
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• pp.43-77
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• 2019

A local-analytic-based Navier-Stokes solver has been employed in conjunction with a compound ocean structure motion analysis program for time-domain simulation of passing ship effects induced by multiple post-Panamax class ships in the exact condition of a real waterway. The exact seabed bathymetry was reproduced to the utmost precision attainable using the NOAA geophysical database for Virginia Beach, NOAA nautical charts for Hampton Roads and Norfolk harbor, and echo sounding data for the navigation channel and waterfront facilities. A parametric study consists of 112 simulation cases with various combinations of ship lanes, ship speeds, ship heading (inbound or outbound), channel depths, drift angles, and passing ship coupling (in head-on or overtaking encounters) were carried out for two waterfront facilities at NAVSTA Norfolk and Craney Island Fuel Terminal. The present paper provides detailed parametric study results at both locations to investigate the site-specific passing ship effects on the motion responses of ships moored at nearby piers.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권5호
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• pp.566-582
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• 2018

A moored barge alongside quay can be influenced by a nearby passing ship and its ship-generated waves. In this study, a time-domain numerical method based on a three-dimensional potential flow solver is developed to investigate the passing ship problem with a moored barge alongside quay. Potential flows around the passing ship and the moored barge alongside a quay is directly solved by using a classical finite element method. Total computational meshes including a passing ship, a moored barge and a quay is updated at each step with an efficient re-mesh algorithm. To validate the developed numerical method, a conventional ship wave problem and a passing ship problem on the open sea has been solved and the solutions are compared with the existing data. Then, a series of numerical computations were carried out to investigate the passing ship effect on a moored barge alongside quay. The characteristics of the passing ship effects are studied with varying the simulation parameters such as passing ship speed, separation distance, wall distances and waves. Focus is made on hydrodynamic forces due to the passing ship effect and its ship waves.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권4호
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• pp.691-698
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• 2015

The hydrodynamic interaction forces and moments induced by the vicinity of bank on a passing vessel are known as wall effects. In this paper, the characteristics of interaction acting on a passing vessel in the proximity of a semi-circle bank wall are described and illustrated, and the effects of ship velocity, water depth and the lateral distance between vessel and semi-circle bank wall are discussed. For spacing between ship and semi-circle bank wall (SP) less than about 0.2 L and depth to ship's draft ratio (h/d) less than around 2.0, the ship-bank interaction effects increase steeply as h/d decreases. However, for spacing between ship and semi-circle bank wall (SP) more than about 0.3 L, the ship-bank interaction effects increase slowly as h/d decreases, regardless of the water depth. Also, for spacing between ship and semi-circle bank wall (SP) less than about 0.2 L, the hydrodynamic interaction effects acting on large vessel increase largely as ship velocity increases. In the meantime, for spacing between ship and semi-circle bank wall ($S_P$) more than 0.3 L, the interaction effects increase slowly as ship velocity increases.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권5호
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• pp.363-374
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• 2020

In the past, various research on the effects of waves generated by ships has been investigated. The most noticeable effect of the waves generated by a passing ship is the increase of the hydrodynamic forces and the unwanted large motion of the moored ship and high mooring forces that occur. Thus, it is crucial to investigate the effect of the waves generated by the passing ship near port on the motion of the moored ship and the tension of the mooring lines. A model test was performed with virtual ship-generated waves in a square tank at CWNU (Changwon National University). The IMU (Inertial Measurement Unit) and Optical-based system were used to measure the 6DOF (Six Degrees of Freedom) motion of the moored floater. Additionally the tension of mooring lines were measured by the tension gauges. The effects of the wave direction and wave height generated by the virtual ship-generated waves on the motion of the moored floater were analyzed.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.29-30
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• 2013

The hydrodynamic interaction forces and moments induced by the vicinity of bank on a passing vessel are known as bank effects. In this research, the characteristic features of interaction acting on a passing vessel in the proximity of a semi-circle bank wall are described and illustrated, and the effects of ship velocity, water depth and the lateral distance between ship and semi-circle bank wall are summarized and discussed.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권10호
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• pp.799-804
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• 2011

제한수역에서, 정지해 있는 선박 부근을 대형선박이 항행할 경우, 항행선박으로 인하여 정지중인 선박에 미치는 간섭력은 항로설계 및 선박조종운동의 관점에서 보았을 때 대단히 중요한 문제이다. 이 논문에서는 대형 컨테이너 선박이 정지해 있는 선박 부근을 항행할 때, 두 선박간의 횡방향 거리, 항행선박의 속력, 항행선박의 크기 및 수심과 항행선박간의 흘수비(h/d)를 변수로 하여, 항행선박으로 인하여 정지 중인 선박에 미치는 간섭 영향에 대해서 다루었다. 이 연구의 목적은 제한수역에서 항행하는 대형컨테이너 선박과 계류중인 선박간의 상호간 섭력을 수치적으로 계산하고, 계류선박에 미치는 간섭영향을 최소화할 수 있는 항행선박의 속력 및 선박간의 상호거리에 대한 검토를 행하여 항내에서의 안전조종운동에 필요한 기준을 제안하는데 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권1호
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• pp.20-26
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• 2011

A weakly nonlinear seakeeping methodology for predicting motions and loads is presented in this paper. This methodology assumes linear radiation and diffraction forces, calculated in the frequency domain, and fully nonlinear Froude-Krylov and hydrostatic forces, evaluated in the time domain. The particular approach employed here allows to overcome numerical problems connected to the determination of the impulse response functions. The procedure is divided into three consecutive steps: evaluation of dynamic sinkage and trim in calm water that can significantly influence the final results, a linear seakeeping analysis in the frequency domain and a weakly nonlinear simulation. The first two steps are performed employing a three-dimensional Rankine panel method. Nonlinear Froude-Krylov and hydrostatic forces are computed in the time domain by pressure integration on the actual wetted surface at each time step. Although nonlinear forces are evaluated into the time domain, the equations of motion are solved in the frequency domain iteratively passing from the frequency to the time domain until convergence. The containership S175 is employed as a test case for evaluating the capability of this methodology to correctly predict the nonlinear behavior related to wave induced motions and loads in head seas; numerical results are compared with experimental data provided in literature.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.809-818
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• 2019

2020년 1월 1일부터 국제해사기구(IMO)는 전 세계 모든 해역을 지나가는 선박을 대상으로 선박연료유의 황 함유량 상한선을 3.5 %에서 0.5 %로 낮춰 선박으로 인해 발생하는 대기오염을 줄이기 위한 강력한 규제를 실시한다. 황 함유량이 낮은 연료유를 사용하여 대기오염 물질을 줄이는 것도 중요하지만 선박을 경제적으로 운영하여 불필요한 에너지 낭비를 줄이는 것 또한 대기오염 물질을 줄이는데 큰 도움이 된다. 따라서 선박은 잡음의 영향을 받더라도 항로를 정확하게 유지하여야 한다. 항로를 정확하게 추종하기 위해 오토파일럿 시스템이 사용되지만 오토파일럿 시스템의 성능이 아무리 우수하다 하더라도 잡음의 영향을 받게 된다면 성능에 한계를 가진다. 실제 환경에서는 자이로스코프에서 측정잡음이 더해진 회두각이 오토파일럿 시스템의 입력으로 들어가 오토파일럿 시스템의 성능을 저하시킨다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 상태추정에 쓰이는 Kalman Filter를 적용하여 잡음의 영향을 줄여주는 기법이 있지만 이 또한 역시 잡음의 영향을 완전히 제거시키는 것이 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 잡음제거 성능을 더욱 더 개선시키기 위해 전진방향 구간에서는 인공지능 기술 중 하나인 다층퍼셉트론(Multi-Layer Perceptron; MLP)를 적용하고, 회전구간에서는 Kalman Filter를 적용하여 Kalman Filter만을 사용한 경우보다 우수한 잡음제거 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법이 Kalman Filter만을 사용한 경우보다 조타기의 오동작을 방지하여 선박의 전진방향 운동이 개선됨을 확인할 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권8호
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• pp.647-652
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• 2005

선박이 수로 측벽부근을 항해할 경우, 수로 측벽은 선박에 작용하는 유체력과 모멘트를 유발시킨다. 이와 마찬가지로 근접 항해중인 두 선박간에도 상호간섭력이 작용한다. 수로 측벽부근을 항해하는 경우와 근접 항해중인 두 선박의 경우의 주요 차이는 선박의 경우에 비하여 수로 측벽은 길고 일정한 형태를 갖추고 있다. 두 선박간의 상호간섭력은 종방향 거리 $\chi_0$, 횡방향 거리 $y_0$ 및 두선박의 속도의 함수로서 가정될 수 있다. 본 연구에서는 근접 항해중인 두 선박간의 간섭력을 계산하고, 두 선박간의 횡방향 및 종방항 거리와 속도에 따른 안전 항과 거리에 대해서 검토, 고찰하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.11-16
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• 2005

선박이 수로 측벽부근을 항해할 경우, 수로 측벽은 선박에 작용하는 유체력과 모멘트를 유발시킨다. 이와 마찬가지로 근접항해중인 두 선박간에도 상호간섭력이 작용한다 수로 측벽부근을 항해하는 경우와 근접 항해중인 두 선박의 경우의 주요 차이는 선박의 경우에 비하여 수로 측벽은 길고 일정한 형태를 갖추고 있다. 두 선박간의 상호간섭력은 종방향 거리 $x_0$, 횡방향 거리 $y_0$ 및 두선박의 속도의 함수로서 가정 될 수 있다. 저자는 근접 항해중인 두 선박간의 간섭력을 계산하고, 두 선박간의 횡방향 및 종방향 거리와 속도에 따른 안전 항과 거리에 대해서 검토, 고찰하였다.