• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.235-243
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• 2022

우리나라에 등록 된 선박은 2019년 기준 전체 97,623척이다. 그 중 어선이 차지하는 비율은 약 67 %로 65,835척이 등록되어 있다. 어선의 비율만큼이나 해양사고의 빈도수도 높다. 2020년 기준 전체 사고 3,535건 중 2,331건이 어선에서 발생했다. 즉 국내어선의 안전성 향상을 위한 여러 제도적 마련이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 어선의 안전향상을 위한 다양한 부분 중에서 어선과 관련된 국내외 조종성능에 대한 국내외 평가 규정을 살펴보았다. 또한 상선에 비하여 설계 기준이 명확히 정립되지 않은 어선의 타면적 설계 현황을 살펴보기 위하여 국내 조업 중인 153척의 어선 타면적 비율를 조사하였다. 그 결과 대다수의 어선이 국제적 기준에 미달하여 타면적을 설계하고 있음을 통계적으로 확인하였다. 향후 이러한 분석 결과는 국내 어선의 조종성능 향상을 위한 타면적 설계 기준마련을 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.27-37
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• 1997

본 연구는 특수타의 채택으로 인한 침로 안정성 개선 효과에 관한 내용을 담고 있다. 구체적으로 여러 특수 형태의 타(본 연구에서는 특수타로서 볼록타, 오목타, 플랩타, 엔드플레이트타를 생각함)를 동일 선체에 설치하였을 때의 침로 안정성 개선 효과를 조사하기 위해서, 먼저 특수타의 타 단독 시험을 실시하여 양력 개선 효과를 조사하였으며, 또한 선체-프로펠러-타 시스템에서의 각종 구속 모형 시험을 실시하여, 특수타가 타수직력과 관련된 실험 정수들에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 실험 결과로부터 특수타의 채택에 따른 조종성 미계수의 변화를 구하고, 침로 안정성을 정량적으로 분석, 비교 및 검토하였다. 그 결과, 볼록타와 오목타 그라고 플랩타는 침로 안정화에 거의 기여하지 못하고, 엔드플레이트타는 침로 안정성을 크게 향상시킨다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 초기 설계 단계 또는 선박 건조 후 침로 안정성이 문제시된 선박에, 선미 형상의 설계 변경없이 타의 형상 개조만으로 침로 안정성을 개선시키고자 할 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.324-333
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• 2013

Recently, rudder erosion due to cavitation has been frequently reported on a semi-spade rudder of a high-speed large ship. This problem raises economic and safety issues when operating ships. The semi-spade rudders have a gap between the horn/pintle and the movable wing part. Due to this gap, a discontinuous surface, cavitation phenomenon arises and results in unresolved problems such as rudder erosion. In this study, we made a rudder model for 2-D experiments using the NACA0020 and also manufactured gap flow blocking devices to insert to the gap of the model. In order to study the gap flow characteristics at various rudder deflection angles($5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $35^{\circ}$) and the effect of the gap flow blocking devices, we carried out the velocity measurements using PIV(Particle Image Velocimetry) techniques and cavitation observation using high speed camera in Seoul National University cavitation tunnel. To observe the gap cavitation on a semi-spade rudder, we slowly lowered the inside pressure of the cavitation tunnel until cavitation occurred near the gap and then captured it using high-speed camera with the frame rate of 4300 fps(frame per second). During this procedure, cavitation numbers and the generated location were recorded, and these experimental data were compared with CFD results calculated by commercial code, Fluent. When we use gap flow blocking device to block the gap, it showed a different flow character compared with previous observation without the device. With the device blocking the gap, the flow velocity increases on the suction side, while it decreases on the pressure side. Therefore, we can conclude that the gap flow blocking device results in a high lift-force effect. And we can also observe that the cavitation inception is delayed.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.454-460
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• 2023

최근 온실가스 배출량에 대한 규제가 높아지면서 IMO는 온실가스 배출량을 2050년까지 순 배출량 '0'을 목표로 하며 온실가스 규제를 강화하고 있다. 또한 조선/해양 분야에서는 추진 효율 향상, 구조 경량화와 같이 운항비 절감이 중요하다. 현재 이와 관련하여 구조 경량화와 고강성을 만족하기 위하여 3D 프린트 복합재료를 이용한 위상 최적화에 대한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 3D 프린트 복합재료를 활용하여 선박 구조물인 방향타의 내부에 3가지 위상 형상(육각형, 사각형, 삼각형)을 적용하였다. 방향타에 위상 형상을 적용하였을 때 적합한 형상을 알아보기 위해 구조해석을 수행했다. 선속 8 knots의 조건에서 타 각 0°에서 30°까지 10° 간격으로 CFD 해석을 수행하였으며, CFD 해석 결과를 바탕으로 하중조건을 설정하였다. 방향타 내부 위상 형상을 고려한 구조 해석 결과 삼각형, 사각형, 육각형 위상 형상 순으로 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였다. 사각형 위상 형상을 가지는 방향타가 삼각형 위상 형상을 가지는 방향타 대비 78.5%의 무게를 가지며 경량화 측면을 고려하였을 때 사각형 위상 형상이 우수하다고 판단된다.

• 한국항해학회지
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• 제7권1호
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• pp.33-62
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• 1983

A navigator on bridge needs to know every kinds of motion characteristics of his vessel at sea. Generally when a vessel is completely built, the shipyard makes turning circle diagrams from the results of turing circle tests made during the sea trials for the reference of the vessel's owner. But referring only the data of a turning circle diagram, an officer on bridge can not figure out his vessel's maneuvering characteristics sufficiently, So nowadays the shipyard often adds Z test to turning circle test for more detail references. In this paper the author made Z and turning circle tests at the rudder angles of 15 and and 35 degress separately and in each of the case made a turrning circle diagram from the results of the turning circle test and the esults numerically calculated from mathematical formula made on the base of the maneuvering indices got from the Z test and compared them each other for the purpose of finding the correlations between them. Followings are concluded from the results. An actual turning circle diagram and a calculated one from the results of the Z test at same rudder angle coincides each other well when the center of the calculated circle is transferred by 1.7B toward the direction of the initial turning perpendicularly to the original course and 0.5L toward the direction in parallel with original course in case of the rudder angle of 35 degrees and 1.2B and 0.3L toward each of the above mentioned directions in case of rudder angle of 15 degrees.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.115-121
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• 2002

본 논문은 KTX-1 기본훈련기 방향타 조종계통의 정적 하중 시험을 요약한 것이다. 방향타 콘트롤 시스템 정적 하중시험은 정하중 구조 시험용 KTX-1 #004호기에 장착 상태에서 실시하였으며 사용되는 모든 부품은 실제와 동일한 것으로 장착하고 정적하중 시험을 실시하였다. 시험하중 조건은 설계 제한하중(Design Limit Load)과 설계 극한하중(Design Ultimate Load)까지 시험을 수행하며, 전방석과 후방석 패달에 동시하중을 작용하는 경우 중복하중계수(Dual Factor)까지 고려하였다. 이 시험의 요구하중은 MIL-A-8855(USAF)의 요구조건에 따라 수행하였으며, 방향타 콘트롤 시스템 시험 결과는 미 군사규격 요구조건을 만족하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.88-99
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• 2000

선박의 조종성능 추정 및 향상을 위한 이론적, 실험적 연구의 일환으로 최적방향타 설계를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구는 크게 보아 방향타의 성능을 결정짓는 세 가지 주요특성, 즉 단면형상, 투영형상 및 가로세로비(aspect ratio)에 대한 연구와 특수단면형상에 대한 연구로 구성되어 있으며 각각의 특성에 대하여 실용적으로 유용한 설계방향 및 결론을 도출하였다. 특히 특수단면 형상중 돌고래꼬리형 단면형상(dolphin-tail type section shape)은 방향타의 단면으로 사용될 경우 방향타의 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 가능성이 있음을 보여주고 있다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2005년도 춘계 학술대회 논문집
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• pp.62-69
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• 2005

Maneuverability of ships has been receiving a great deal of attention both concerning navigation safety and the prediction of ship maneuvering characteristics, to improve it. High-lift device could be applied to design of rudder at design stage. Now, we carried out the flow visualization and inversitgation of flow around a flap rudder (trailing-edge flap). Flow visualization results of flap defection shown as the flow around a NACA0020 Flap Rudder will be conducted in a Circulating Water Channel. The purpose of this investigation will be to investigate the development of the separation region on the flap rudder with the variation of angle of attack and determine the angle of attack at which the flow separates and reattaches.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권5호
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• pp.577-585
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• 2015

This paper deals with development of an autopilot system for leisure yacht based on NMEA 2000 network and android platform. The developed system can operate both for manual steering and automatic navigation mode. In automatic steering mode, after manipulation of commands which are NMEA 0183 sentences by android platform, the developed system translates and sends the packets through NMEA 2000 network. Then the controller which is connected to NMEA 2000 network receives the commands and controls the boat's rudder system automatically. The automatic steering mode is achieved by cooperation of two controllers; one for controlling the rudder system, and the other for controlling the vessel's heading. To control the vessel's rudder and heading angle two PID controllers are developed with an adjustable dead-band gain. Also, in order to eliminate the steady-state error occurred by applying dead-band, an integral controller which specifically supervises the system's behavior inside the dead-band area is developed. In this paper, at the first stage, simulations are accomplished using computer in order to examine the feasibility of the proposed based on simulation results. In the next step, the system on a real hydraulic steering model is implemented and at the end the performance examination by implementing it on a real boat and doing test navigation is executed.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.533-542
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• 2010

For a long times it has been believed that the Magnus effect of the rotating cylinder could be utilized for the lifting devices applicable to marine practices. It has been reported that the rotating cylinder installed on upper deck of commercial vessel could play a energy saving role however the idea might be applicable in a very rare case in ship building practices. In this study special high lift rudder system equipped with the trailing edge rotor has been suggested in correspondence with the increasing requirement of greater rudder force. Through the numerical simulation it is cleared that the trailing edge rotor could play a role in enhancement of circulation and refinement of boundary layer of the rudder system. At the same time it is found out that the lift force of the rudder system without rotation of trailing edge rotor could be doubled when the circumferential velocity of the trailing edge rotor is equal to twice of the inflow velocity.