시스템다이내믹스는 사회과학, 자연과학을 통틀어 다양한 현상을 체계화 시키고 동태적인 인과관계의 과학성을 분석하는데 있어 유용한 분석 방법론이다. 단기적 혹은 장기적인 사회성장에 관한 전략을 제시하거나 사고를 미연에 방지하기 위해 사례를 모아 원인을 분석하고 종합적인 고려를 통해 사고가 재 발생되지 않게 하는 정책을 제시할 수 있게 한다.

우리 해군은 함정 제품모델(Naval Ship Product Model, NSPM)을 중심으로 하는 협업 제품개발 환경 구축을 통해 설계 데이터의 재사용성과 M&S의 활용도를 높이고 있다. 그 결과 설계결과의 신뢰성이 높아지고 있으며, 이를 활용한 운영, 건조 시뮬레이션을 통해 소요군의 요구사항이 면밀히 반영되도록 하는 연구도 진행 중에 있다. 이에 따라 설계 데이터의 DB 구축 및 그 품질에 대한 중요성이 부각되고 있으나, 그와 관련된 연구는 초기상태에 머물러 있는 실정이다. 본 연구에서는 저자들의 선행연구 결과인 함정 제품모델의 품질검증 방법론에 기초하여 함정 제품모델을 구성하고 있는 형상요소의 구체적인 품질검증 방안과 이를 자동화하기 위한 연구를 수행하였다. 함정 제품모델 데이터 중 상대적으로 중요하며, 검증과정에 많은 시간이 소요되고 있는 선각모델을 사례연구 대상으로 정의하였으며, 자동차산업에서 사용되고 있는 제품데이터품질(Product Data Quality, PDQ)을 형상검증 기준으로 활용하였다. 최종적으로 선각모델의 형상 품질검증을 위한 기준과 알고리즘을 제안하였으며 이에 기반 한 초기 시스템을 개발하였다.

조선소의 생산성은 제한된 자원을 얼마나 효율적이고 체계적으로 관리하고 사용하는가에 달려있다. 최근 들어 조선소에서는 생산관리 시스템을 고도화하기 위해 시뮬레이션 기법을 적용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션 기법을 생산관리에 적용한 조선소의 시뮬레이션 기반 생산 개념을 연구하였다. 이는 조선소 현장에서 경험과 직관에 의한 의사결정을 지양하고, 정량적이고 구체적인 데이터에 기반을 둔 개선방안을 확립할 수 있게 한다. 본 논문에서는 조선소의 생산 계획 중 선표 계획 영역에 대한 시뮬레이션 적용 연구를 수행하였으며, 이를 위해 조선소의 생산 계획 프로세스와 시스템을 분석하고 상용 시뮬레이션 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 시스템의 설계를 수행하였다. 이러한 시뮬레이션 시스템은 현재 조선소 생산관리 시스템의 운용환경을 고려하여 웹 환경에서 운용가능한 구조를 갖고 있으며, 이를 통해 조선소에서는 보다 손쉽게 생산 계획을 시뮬레이션하고 결과를 분석함으로써 보다 신뢰도 높은 생산 계획을 수립할 수 있을 것으로 기대한다.

해양레저 활동의 범위가 점차 원거리 항해로 확대되면서 거주가 가능한 크루즈보트가 각광받고 있다. 해양레저산업 선진국인 유럽, 북미의 경우 미려한 디자인, 인간공학적 구조 그리고 경량선체 소재 채택을 통한 연료효율 향상 등 크루즈보트의 설계와 제작에 있어 이미 경쟁력을 확보하고 있다. 반면, 국내의 경우 소형 레저보트 중심의 개발, 건조가 이뤄지고 있으며, 선체소재 또한 유리섬유강화복합재료(GFRP)가 대부분을 차지하고 있다. 본 연구에서는 원양항해가 가능한 50피트급 탄소섬유강화복합재료(CFRP) 선체 크루즈보트의 설계 및 특성에 관한 연구를 수행하였다. CFRP 선체 레저보트의 선형특성을 분석하여 설계선(MMU-C.B)의 선형을 제안하였으며, 이를 기반으로 CFRP 크루즈 보트의 설계모델을 구축하였다. 또한 GFRP 레저선박의 모형시험결과와 MMU-C.B 설계결과의 조선공학적 비교검토를 통해 설계선의 형상 그리고 저항 및 활주자세 특성을 분석하였다.

본 연구에서는 실습선의 다방향 불규칙파중 종방향 운동응답특성을 선형 스트립이론에 기초한 상용코드(MAXSURF v.16)를 이용하여 해석하였다. 해석에 앞서 상용코드의 검증을 위해 파나막스급 컨테이너선에 대해 실험조건과 동일한 선형과 해석조건을 적용하여 계산한 결과와 기 계산된 결과(Flokstra, 1974)가 상호 유사한 경향을 얻어 해석의 신뢰성을 확보하였다. 계산조건으로는 Fn=0.257에서 파랑외력을 ITTC 파스펙트럼에 기초한 뷰포트 스케일 5(T=5.46, H1/3=2m)의 파스펙트럼을 산출하였고, 조우각은 선수사파(Head & bow seas, 150˚)를 적용하여 상하동요(Heave)와 종동요(Pitch)의 선체운동응답스펙트럼을 해석하였다. 다방향 불규칙파에 대한 운동응답스펙트럼은 선수사파에서 상하동요의 경우는 미소하게 단파정파에서 높은 스펙트럼 분포를 보이고 종동요의 경우는 장파정파에서 높게 나타났다.

레저선박의 대형화와 고부가가치화로 인해 설계 요구조건은 점차 까다로워지고 있으며, 제작공정 또한 기존보다 복잡해지고 있다. 해외의 레저선박 제작업체들은 PLM 개념 기반 3차원 모델 설계시스템 구축을 통하여 이러한 환경을 극복하기 위해 노력하고 있다. 반면 국내의 경우 아직까지 2차원 도면 중심의 전통적인 레저선박 개발 프로세스에 머물고 있으며, 일부 3차원 모델 기반 설계시스템을 갖추기 위한 노력이 있었으나 이는 매우 초기단계에 속한다. 본 연구에서는 DMU 기술을 레저선박 설계 프로세스에 적용하기 위한 초기연구를 수행하였다. DMU 모델 중심으로 레저선박 설계를 수행함으로써 DMU 모델 기반 설계 프로세스를 정립하였고, 40 ft급 알루미늄 레저보트 설계사례를 통해 그 효용성을 입증하였다.

선박의 건조 공정 중 병목공정에 해당하며 전적으로 숙련자의 수작업으로만 이루어지는 공정이 곡가공 공정이다. 이러한 곡가공 공정을 자동화 하고자 산업계와 학계의 많은 노력이 경주되었다. 기존의 곡가공 자동화 시스템 개발은 산업계와 학계에서 오랜 동안 연구되어 왔음에도 불구하고 실제로 생산현장에 투입되어 성공적으로 운영되는 사례는 없었다. 본 연구는 이러한 기존 곡가공 자동화 시스템 개발의 문제점을 파악하고 이를 해결할 수 있는 대안으로 요구사항 정의, 시스템 설계, 하부시스템 및 구성요소의 구현, 시스템 통합 및 검증의 4단계 시스템 엔지니어링 기반의 시스템 개발방법론을 제안하였다. 제안된 개발방법론을 기반으로 선체 곡가공 자동화 시스템 프로토타입 개발에 적용하고 결과를 고찰하여 기존 곡가공 자동화 시스템 개발에서의 문제점을 해결할 수 있는 대안이 될 수 있음을 확인하였다.

표면조도에 의해 발생하는 난류유동은 공학적, 물리적 분야에서 매우 중요하게 다루어지고 있다. 표면조도는 선박에서도 설계, 용접, 도장 등 각각의 단계에서 다양한 측면으로 고려되어야 할 중요한 요소이다. 본 연구는 표면조도 형상을 일반화하여 PIV기법을 적용하여 수조실험을 수행하였다. 표면조도 조건은 거칠기 형상의 간격에 대해 변화를 주었으며, 실험유속은 Re = 1.1×104, Re = 2.0×104, Re = 2.9×104 에서 시간평균에 대한 난류강도를 알아보았다. 거칠기 계수 증가에 따라 표면 거칠기 형상 근처에서 발생한 난류성분에 의해 난류강도는 강하게 나타났으며, 자유흐름 영역으로 갈수록 유동 방향의 변동이 전혀 없는 흐름이 나타났다. 실험유속 조건 변화에 대한 난류강도의 편차는 크게 영향을 받지 않았다.