전산유체역학을 사용하는 일반적인 선박의 저항성능 평가는 많은 시간과 비용이 필요하며, 이를 줄이기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 선박의 주요 치수나 단면을 이용하는 기존의 방법들은 선형에 크게 좌우되는 저항성능을 추정하는데 한계가 있다. 본 논 문에서는 선형 격자의 기하학적 정보를 입력으로 선체 표면의 저항성능을 빠르게 추정할 수 있는 심층신경망 모델을 제안한다. Perceiver IO 기반의 제안하는 심층신경망 모델은 시간 단계별로 계산이 필요한 전산유체역학 기법과 달리 바로 저항성능 추정이 가능하며, 저속비 대선의 일종인 50K 탱커 선박을 대상으로 한 데이터집합에서 평균 1% 미만의 오차로 저항성능을 추정하는 결과를 보인다.

This paper proposes a possibility of using active front-end rectifier with the SVPWM method for induction motor speed control, which is applicable to small electric propulsion boats. The proposed method can produce a more precise sinusoidal input current waveform and a higher power factor than conventional methods. Its speed, torque, input current, DC voltage, and load current control performance are similar to or better than those of conventional methods. Through computer simulations using the PSIM program, the validity of the proposed method was verified by comparing and analyzing the characteristics of the conventional methods and the proposed method.

본 연구에서는 선박의 속력을 고려한 해상교통량 평가 방법을 제안하였으며, 이를 선박의 속력을 고려하지 않은 기존의 방법 과 비교하였다. 평가를 위하여 평택·당진항 10일간의 GICOMS 자료를 본 연구에 적용하였다. 그 결과 제안된 방법으로 평가된 환산교통량은 기존의 평가 방법에 비해 4.41(±0.99)배 증가하거나, 0.59(±0.04)배 감소하는 것으로 나타났다. 제안된 평가 방법을 적용한 각 시간대별 평균 해상교통혼잡도는 기존의 평가 방법 결과에 비해 1.43(±0.10)배 높게 나타났으며, 각 시간대별 최대 해상교통혼잡도는 1.62(±0.34)배 높게 나타났다. 해상교통혼잡도 최대 평가 결과인 피크타임 해상교통혼잡도는 선박의 속력 분포로 인하여 기존의 평가 방법과 다르게 평가됨을 확인하였다. 결과적으로 선박의 속력은 실용교통용량 평가 시 중요 값으로 적용되기 때문에 해상교통량을 평가할 때 선박의 속력 을 고려하여야 할 것으로 사료된다.

The purpose of this study was to investigate the resistance performance and the sensitivity of the panels placed on the free surface of the water using the potential-based Rankine source panel method. The potential-based Rankine source panel method was applied to predict a flow phenomena around a ship and the exact nonlinear free surface boundary conditions were adopted. The trim and sinkage state of the ship also were taken into account. In order to deal with complex geometries of the planing ship the panel cutting method was adopted. The R/V Athena ship was adopted as the high speed ship. Numerical analysis was carried out by systematically changing the range and number of panels in the free surface area, and the results were compared with each other.

Maritime transport is now regarded as one of the main contributors to global climate change by virtue of its CO2 emissions. Meanwhile, slow steaming, i.e., slower ship speed, has become a common practice in the maritime industry so as to lower CO2 emissions and reduce bunker fuel consumption. The practice raised various operational decision issues in terms of shipping companies: how much ship speed is, how much to bunker the fuel, and at which port to bunker. In this context, this study addresses an operation problem in a shipping companies, which is the problem of determining the ship speed, bunkering ports, and bunkering amount at the ports over a given ship route to minimize the bunker fuel and ship time costs as well as the carbon tax which is a regulatory measure aiming at reducing CO2 emissions. The ship time cost is included in the problem because slow steaming increases transit times, which implies increased in-transit inventory costs in terms of shippers. We formulate the problem as a nonlinear lot-sizing model and suggest a Lagrangian heuristic to solve the problem. The performance of the heuristic algorithm is evaluated using the data obtained from reliable sources. Although the problem is an operational problem, the heuristic algorithm is used to address various strategic issues facing shipping companies, including the effects of bunker prices, carbon taxes, and ship time costs on the ship speed, bunkering amount and number of bunkering ports. For this, we conduct sensitivity analyses of these factors and finally discuss study findings.

본 연구에서는 실습선 가야호를 대상으로 하여 파랑 중 운동성능을 평가하였다. 그리고 쾌적한 승선감을 확보하기 위하여 실제 해상에서 운항중인 선박의 선내 위치별 수직가속도 성분을 선체운동 계산 기법을 통해서 구하고, 수직가속도 스펙트럼을 이용하여 가야호의 선속변화에 따른 가속도 계산 결과를 뱃멀미 지수(MSI; Motion Sickness Incidence)의 가이드라인과 비교 검토하여 멀미의 정도를 표시하였다. MSI 계산 결과는 선속이 5 knots, 10 knots, 12 knots로 커지는 순서대로 수직가속도의 가중치가 높게 나타나며, 입사각은 180°와 150°에 비해 선수사파인 120°의 경우에 수직가속도의 가중치가 높게 나타났다.

본 연구는 강조류 해역을 통과하는 선박의 해양사고를 방지하기 위해 안전한 항행속력과 적절한 통과시기를 제시하였다. 이 자료의 해석을 위하여 2010년 7월 12일부터 15일까지 명량수도를 대상으로 통과선박의 AIS 데이터 수집과 2010년 9월 4일 현장조사를 실시하였고, 여기서 수집된 자료를 바탕으로 최소항행속력(minimum navigation speed)과 여유 제어력을 감안한 적정항행속력(optimum navigation speed), 조류속력별 대응타각(respond rudder angle)을 산출하였다. 또한 조위와 조류속력 데이터를 분석해 안전한 통과시기를 제시하였다. 이 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. (1)조류의 유속이 4.4 kn 이상이 되면 선박의 타만으론 자력 조선이 불가능하다. (2) 강한 조류에 의해 발생되는 유압력과 회두모멘트에 대응하기 위해서는 최소항행속력은 조류의 2.3배, 적정항행속력은 조류의 4.0배 이상이어야 한다. (3)사리 기간 중 명량수도 적정 통과 시기는 고∙저조시간 1시간 전부터 최소 30분 전까지이며 고∙저조가 된 이후 5시간 동안은 4 kn 이상의 유속이 남아있는 시간으로 이 지역 항해를 자제해야 한다.

In the present study, numerical algorithms for a high-speed planing ship were taken into account. The Rankine source panel method was applied to predict a flow phenomena around a ship. The Kelvin type free surface boundary condition and the exact nonlinear free surface boundary condition were compared to predict the wave system generated by the ship and the trim and sinkage state of the ship also were introduced. In order to deal with complex geometries of the planing ship the panel cutting method was adopted. The developed numerical analysis algorithm were applied to the R/V Athena ship and the numerical results were compared with the experimental results.