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Journal of Korean Navigation and Port Reserch KCI 등재 한국항해항만학회지

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권호

Vol.27 No.5 (2003년 12월) 20

1.
2003.12 서비스 종료(열람 제한)
일반적으로 메타센터높이가 작은 선박이나 고속선의 경우에는 조종운동 시 큰 횡동요각을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이러한 선박의 조종성능 예측 시에는 조종운동에 횡동요의 영향을 고려해야만 보다 정확한 결과를 얻을 수가 있다 즉, 조종운동을 다루는 전후동요, 좌우동요, 선수동요에 횡동요를 포함시키는 4자유도 운동방정식이 요구된다. 본 연구에서는 지금까지 여러 연구자들에 의해 제안되어 있는 4자유도 조종운동 수학모델을 검토 분석하고, 이들 실험자료를 재정리하여 보다 간결하고 실용적인 새로운 수학모델을 제안한다. 아울러 기존의 복잡한 수학모델과 새로운 수차모델에 의한 조종운동 시뮬레이션을 각각 수행하고 그 결과를 비교 검토하여 본 연구에서 제안한 수학모델의 유용성을 검증한다.
2.
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강제 횡동요 실험을 통하여 동요하는 탱크의 내부압력을 폭정하고, 탱크의 내부압력을 추정하는 간단한 이론식을 제시하였다. 청수로 채워진 사각 탱크를 동요실험에 사용하였으며, 탱크의 안쪽 벽과 바닥에 압력게이지를 설치하여 내부압력의 시간변화량을 측정하였다. 측정된 탱크의 내부압력의 실험값과 이론식을 이용한 계산값을 비교하였다. 횡동요 하는 탱크내부의 압력을 구하기 위해 압력중심을 고려하여 추정하는 방법을 연구하였다.
3.
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내항 탱커가 비교적 정온한 해역에서 타선을 피하기 위해 대각도 조타론 행한 결과, 선회 중에 전복하는 사고가 발생하였다. 저자들은 전 논문에서 비중량이 큰 액체화물의 자유표면영향에 의한 중심상승과 전진 항해 중에 발생하는 선체 침하와 이로 인하여 생기는 선체 트림의 변화 때문에 발생하는 복원력 감소를 고려하여 사고선박의 복원력 곡선을 계산하였다. 본 논문에서는 먼저 전복사고를 당한 선박의 모형선을 제작하여 자항 선회실험을 실시하고 전복선박의 정상 선회시의 선회반경, 편류각 및 선속을 계측한다. 그리고 자항 선회실험을 통하여 얻은 선회반경, 선속 및 횡 편류각을 기초로 하여 각 경사각에 따른 측 압력과 경사 모멘트에 관한 실험을 실시하고, 갑판상 해수 침입이 측 압력과 경사 모멘트에 미치는 영향에 대해서 파악한다. 마지막으로 선회시 해수 침입으로 인해 발생하는 외측 경사 모멘트와 측압 중심의 변화론 조사함으로써 전복사고가 발생한 저건현 내항 탱커의 복원성에 대하여 검토를 하였다.
4.
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평행한 벽 사이에 원형배관(circular pipeline)을 놓고 그 주위의 유동특성에 대한 수치연구를 수행하였다. 비압축성 유체를 가지고, Navier-Stokes 방정식을 풀었고 3차 풍상(upwind) 차분의 수치해법을 이용하였다. 한쪽 벽과의 거리가 매우 작아질 때, 볼텍스 떨어짐이 상당히 억압되는데 이것은 벽 경계와의 상호 박리 작용 때문으로 간수된다. 본 연구는 레이놀드 수의 변함과 물체가 벽에 접근함에 따른 볼텍스 떨어짐의 특성을 규명하는데 있다. 원형배관 후류와 평행벽내 유기된 박리의 상호작용을 집중적으로 다루며 서로 다른 조건에서 박리와 와역한(vorticity dynamics)의 특성을 해석하였다.
5.
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최근 해상교통 안전성 평가의 주요 기법으로 부각되고 있는 “환경 스트레스 모델”을 구성하는 두 요소 중, 본선 주변의 지형적인 제약에 기인하는 조선 환경 스트레스 모델의 개념과 특성에 대해 살펴보고, 이러한 기법을 항만이나 항로의 설계시 그 안전성 평가에 어떻게 활용할 수 있는가에 대하여 고찰해 보았다. 본 모델을, 가상적인 몇 가지 경우에 적용함으로써 그 개념과 특성을 보다 명확하게 고찰하고자 하였으며, 또한 부산항, 광양항 등 우리나라 주요 항만의 실제 접근 항로에 적용하여 보았다. 본 기법은, 항만이나 항로의 설계 및 그 안전성 평가에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
6.
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이 논문에서는 해양사고 예보 시스템(K-MACFOS) 개발의 주요부분 중 하나인 해양사고 예측 모델 구현에 관해서 기술했다. 셀분할 선형 파라미터 모델(CD-LIP)을 제안하여 그 유효성을 Baltic 모델과 수정 LIP 모델과 비교하면서 검토하였다. 회귀 분산분석기법에 의한 평가결과, CD-LIP 모델이 연구대상 해역의 해양사고 수량화 D/B에 최적 성능을 나타냈다.
7.
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선박충돌사고는 많은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하여 발생하고 있으며, 특히 인적요인에 의한 충돌사고가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 선박충돌사고 원인분석은 선박의 안전 운항상의 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시스템 다이내믹스법을 이용하여 선박충돌사고 인적요인 모델을 구축하고, 선박충돌사고를 감소시키기 위한 가장 효과적인 대책을 수립하기 위한 정책요소를 제시하고자 한다. 본 연구의 수행을 위해 FSM법에 의한 충돌사고원인의 구조분석을 인과지도상의 정량적, 정성적, 피드백 루프로 변환하였다. 그리고 시뮬레이션 기간을 20년간(1993-2012)으로 설정하여 표준시뮬레이션모델과 8가지 정책시뮬레이션모델에 대해 시뮬레이션을 수행하였다.
8.
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본 연구는 선박용 레이더로부터 디지털 신호처리보드를 통하여 영상신호를 획득하고, 일련의 디지털 신호처리 및 영상신호 분석을 통하여 선박에서 실시간으로 파향 및 파장 등의 파랑정보를 측정하기 위한 기법을 개발하고자 하는 것이다. 본 논문에서는 영상신호 분석영역 을 사용자가 직접 설정하는 기존의 방법을 개선하여 분석영역을 자동으로 설정하는 기법 및 2차원 이산 푸리에 변환을 이용한 파향분석 알고리즘에 대하여 논하였다. 그리고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 파향분석 알고리즘의 유효성을 검증하였고, 기초실험으로 다양한 해상환경에서 X밴드 레이더로 획득한 13개의 영상신호에 대하여 파향정보 분석 결과를 예시하였다.
9.
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본 논문에서는 UHF(470∼806 MHz) 대역에서 전송장치로 사용 가능한 DTV 중계기용 1 Watt 급 구동증폭단을 설계 및 제작하였다. 구동증폭단은 유전율 2.53, 두께 0.8 mm 기판을 사용하여, 전치증폭기 및 1 Watt 단위증폭기를 단일기판상에 집적화 하였다. 바이어스 전압 28 V DC, 전류 900 mA를 구동증폭단에 인가하였을 때, 470∼806 MHz의 대역에서 53.5 dB 이상의 이득, ±0.5 dB의 이득 평탄도 및 -12 dB 이하의 입ㆍ출력 반사손실이 나타났다. 또한 출력전력이 1 Watt일 때 사용주파수 대역에서 2 MHz 주파수 간격의 두 신호를 구동증폭단에 입력하여 설계사양보다 우수한 48 dBc 이상의 상호변조왜곡 특성이 나타남을 알 수 있었다.
10.
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본 논문에서는 유전체 공진기를 이용하여 X-band에서 안정된 소스원으로 사용할 수 있는 전압제어 발진기를 구현하였다. 위상 잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성을 가진 MESFET과 높은 선택도를 얻기 위하여 유전체 공진기를 사용하였고, 안정된 전압 가변을 하기 위하여 Q값이 높고 가변 특성이 좋은 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 회로 시뮬레이터인 ADS를 사용하였다. 제작된 전안제어 유전체 공진 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05 GHz에서 2.22 dBm 출력 파워와 -30 dBc의 고조파 억압과 중심 주파수 100 KHz offest에서 -130 dBc의 위상잡음 특성을 얻을 수 있었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 변화는 중심주파수에서 ±8.7 MHz를 얻었다. 제작된 VCDRO는 X-band에서 국부 발진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.
11.
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초대형 부유식 구조물의 초기 설계단계에서 부체구조물과 상부구조물을 분리하여 해석하는 것이 일반적이며, 부체의 탄성응답해석의 변형모드를 이용하여 상부구조물의 주각부에 강제수직변위를 입력하여 파랑하중에 의한 영향을 고려한다. 하지만 이와 같은 해석법의 경우 각 지점에 변위하중을 입력하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 파랑하중을 지점변위하중으로 직접 입력하지 않고 고정하중과 적재하중에 의한 강도설계 결과를 이용하여 파랑하중의 영향을 증폭계수의 형태로 도출하는 근사 실용정적해석법을 제안한다. 이 연구에서는 4경간 3층 구조물을 예제로 하여 파랑하중의 진폭과 주기, 보 경간을 매개변수로 한 증폭계수의 추이를 분석하였으며 보 모멘트의 증폭계수는 특정회귀방정식으로 나타내었다.
12.
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선박의 항행에 의해 발생되는 항주파의 특성은 선박의 속도와 수심 조건에 따라 크게 달라진다. 연안 항로에서 발생된 항주파는 주변 해안으로 전파됨에 따라 항만 내의 정온 수역을 교란하여 정박 중인 소형선박, 수영객 등에 돌발적이고도 심각한 위험을 가져다 줄뿐만 아니가 해안의 침식, 호안의 결괴 등의 피해를 주기도 한다. 지금까지 항주파에 관한 연구의 관심사는 일정 수심 조건에 대해 조파저항이나 조선에 미치는 영향을 분석하는 등 주로 조선공학도의 관점에서 검토가 대상이 되어 왔으며, 가변 수심을 가진 실제 해역에 있어서의 항주파 발생과 전파에 기인한 주변 해역의 영향은 그다지 검토되지 못하였다. 최근 고속선 등의 발달로 인해 천해역에서의 항주파로 인한 인근 해역의 피해가 더욱 우려되고 있는 추세이다. 따라서 실제 수역에서의 항주파의 발달과 그 전파과정은 조사할 필요가 있는 것이다. 본 연구에서는 연안해역의 얕고 복잡한 수로와 다양한 선속 조건에 대한 항주파의 발생 및 전파를 예측하기 위하여 고정 좌표계에서 Boussinesq 방정식을 토대로 항주파 수치예측 모형을 구축하였다. 제안된 모형은 수리모형실험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 또한 실제 수로를 토대로 한 가변 수심역에 개발된 모형을 적용하여 수신 변화 고려의 중요성을 확인하였다.
13.
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유한요소기법을 이용하여 유동해석의 수치모델을 행하였다 공간을 이산화 할 때에는 Galerkin법을 적용하였으며, 시간의 함수를 이산화 할 때에는 많은 수의 요소와 비정상상태의 문제를 다루는데 있어 장점을 가진 2단계 양해법을 이용하였다. 이동경계조건을 고려한 2차원유통모델을 개발하였고, 직사자형 수조에서 개발된 유동모델을 적용하여 검증하였고, 유용성을 확인하였다. 제주항에 개발된 이동경계기법을 적용하여 계산한 결과, 본 이동경계기법의 좋은 적용성을 보여주었다. 본 연구로부터 이동경계처리 방법이 실해역에서의 유동해석에 있어 유용하고 효율적인 방법이라고 결론지을 수 있다.
14.
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항만공사는 항만을 관리하는데 가장 유용한 형태이다. 우리나라는 이와 같은 항만공사를 곧 부산에 설립하려고 한다. 그러나 가덕도에 위치하는 부산신항은 행정구역으로는 부산과 경상남도에 걸쳐 위치하고 있기 때문에 항만관리체계의 형태가 불투명하다. 연구의 방법론은 속성간 중복도를 고려하여 연산 할 수 있는 계층퍼지분석법(HFP)을 이용하였다.
15.
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최근 세계 시장은 기업 간의 경쟁이 격화됨에 따라 비즈니스의 전 영역을 지원할 수 있는 강력한 경영정보시스템을 필요로 하고 있다. 이러한 추세에 따라 최근 ERP(전사적자원관리시스템)를 도입하여 경영정보시스템을 구축하는 기업이 날로 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 ERP에 대한 이론적 고찰과 사례연구 등을 통해 해운기업에 맞는 ERP 모듈 구성 방향을 제시하였다.
16.
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우리나라도 1999년 관세자유지역 제도에 관한 특별법이 제정되면서 관세자유지역에 대한 제도적 기반을 마련하게 되었다 그러나, 이러한 연구의 대부분은 선진국 성공사례의 벤치마킹과 부산항을 비교 분석함으로써, 그 발전방안을 제시하고 있어 실제 부산항의 항만물류기 능을 수행하고 있는 현 업체 및 실제 시장에 대한 고찰은 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 이러한 취지에서 부산시 관세자유지역 제도의 도입에 따른 항만물류관련업체들의 실제 시장실태를 구조적으로 파악하고, 그러한 분석결과를 기반으로 관세자유지역에 대한 업계의 의식을 고찰하는 것을 연구의 목적으로 한다.
17.
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우리나라가 속해 있는 동북아지역은 동남아시아와 더불어 세계 물류의 중심지 및 생산공장의 역할을 수행하고 있다. 특히 동북아시아를 선도하고 있는 한국, 중국, 일본의 경우 동아시아의 물류 거점역활 선점과 글로벌기업 유치를 위하여 다양한 Free Zone제도를 제정 도입하여 활성화에 노력을 기울이고 있다. 이러한 상황에서 동 제도의 시행초기 단계에 있는 우리나라의 경우, 주변국을 벤치마킹하여 성공요인을 찾는 것이 시행착오를 줄이고 경쟁의 우위를 확보하는 지름길이 될 것이다. 한편, 주변국의 Free Zone들은 다양한 전략을 가지고 경쟁을 하고 있으나, 우리나라의 경우 자유무역지대 활성화 전략에 포함되는 구성요소간의 종속관계, 계층파악 등의 시스템 적인 차원에서의 접근은 전무한 실정이다. 따라서 본 논문은 이러한 점에 착안하여, 군산 자유무역지대(Free Trade Zone) 성공요인을 파악하고, 이를 바탕으로 하여 군산자유무역지대 활성화를 위한 구조모델을 FSM법을 사용하여 구축하는 것을 연구의 목적으로 하였다.
18.
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컨테이너 터미널은 유형별로 터미널 배치 형태, 장비 종류 및 규모 등이 다르기 때문에 생산성 및 경제성 측면에서 차이가 있다. 따라서, 객관적인 기준을 바탕으로 하여 생산성 및 경제성을 평가함으로써 각 터미널 형태에 대한 이해를 높일 필요가 있다. 본 논문은 이러한 필요성에 따라 기존의 재래 터미널, ECT 무인 터미널 그리고 Ceres 도크 식 터미널 등 현재 개장 중인 3개 터미널 형태에 대하여 총면적, 안벽길이, 투입 장비 등을 기준으로 생산성을 분석하고, 장비 구입비, 건설비, 인건비 등을 포함하는 총비용을 도출하여 경제성을 평가한다. 또한, 이러한 결과와 우리나라의 터미널 운영 환경을 고려하여 각 유형의 도입 타당성을 검토하고, 최적 유형과 유형별 도입 단계를 제시한다.
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최근 동북아의 중심에 위치하는 지리적 이점을 살려 부산항 및 광양항을 동북아 중심항(Hub-Port)으로 육성하고자 하는 동북아 물류(Logistics)중심화 전략이 적극적으로 추진되고 있다. 이와 같은 상황에서 경의선 및 동해선의 남북철도 연결공사는 그 의미가 크다고 할 수 있으며, 이것은 부산항이 동북아와 유럽을 육로로 잇는 해상과 철도수송의 연계를 위한 이상적인 복합운송체계(Combined Transport System) 를 갖추는 것을 의미한다. 그러나 지금까지의 연구와 정책은 남북척도의 연결에만 초점을 두고 실제 TKR (Trans-Korean Railway)의 기종점(Origin-Destination)으로서 가장 중요한 역할을 수행해야 하는 부산항 철도시설의 능력에 대한 검토는 없었다. 따라서 본 연구에서는 부산항을 중심으로 한 척도수송의 실태와 문제점을 제시하며, 향후 컨테이너 물동량 증가에 따른 부산항의 철도시설 능력을 검토하고 분석한다. 그리고 철송시설 능력에 따른 물류비용과 사회적비용 분석을 통하여 대구-부산간 경부고속철도(Gung-Bu Trans Express)와 같은 시설확충의 중요성과 철도수송 활성화를 위한 현실적 개선 방안을 제시한다.
20.
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일본의 구법승 엔닌은 견당사선에 동승하여 입당한 뒤 서기 838년 6월 13일부터 847년 12월 14일까지 당에 머무르면서 9년 반에 걸친 행적을 『입당구법순례행기』라는 일기에 남겼다. 이 일기에는 당시 당의 사회, 경제, 종교, 외교, 관사, 지리, 교통 및 행정에 대한 방대한 정보가 포함되어 있다. 특히 이 일기의 초입두분 즉 838년 6원 13일부터 7월 3일의 기록은 마치 항해일지와 같은 방식으로 기록되어있다. 여기에 나타나 있는 항해 및 조선 관련 용어들은 당시 고대선과 항해기술을 연구하는데 대단히 중요한 단서가 된다. 이 논문에서는 『입당구법순례행기』에 등장하는 ‘누아’가 어떤 구성재 인지를 구명하고자 한다. 이 연구는 고대선박의 구조에 대한 이해를 높이는데 기여할 것이다.