파랑중을 항행하는 선박에는 저항증가와 함께 파랑에 의한 횡력 및 회두모멘트가 정수중과 다르게 작용하여 선박의 조종성 능에 영향을 미치게 된다. 따라서 파랑에 의해 발생하는 횡력 및 회두모멘트를 추정하는 것이 중요하므로 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 수치계산을 이행하였다. 본 연구에서는 CFD를 이용하여 정수중 및 파랑중에서 부선에 작용하는 유체력 계산을 위한 수치시뮬레이션을 수행하였으며, 이 결과를 토대로 최종적으로 파랑중 부선의 침로안정성 특성에 대하여 조사 및 분석하였다. 정수중보다 는 파랑중에서 부선에 작용하는 유체력이 강해지고 있으며, 파랑중에서도 파장이 길어질수록 유체력이 커지고 있는 모습을 확인할 수 있다. 장파장 영역에서는 yaw damping lever의 (-) 값이 정수중보다 커지고 있으나, 단파장 영역과 파장이 선박길이와 일치하는 영역에서는 각각 작아지고 있어서 이 영역에서는 침로안정성이 향상되고 있다고 추정할 수 있다. 즉 장파장 영역에서는 침로안정성이 정수중 및 단파장 영역보다 상대적으로 나빠지고 있으므로 항행시 주의가 필요하다고 할 수 있다.

본 연구는 미리 지정된 항로를 따라 항해하기 위한 선박의 Track-keeping에 대한 기초 실험 연구 분석결과를 제시하였다. 항로상에 위치한 여러 가지 변침점을 설정하고, 해당 선박이 그 항로를 항해하도록 알고리즘을 구성, 모형선을 이용한 실험 결과를 보여주었다. 지정된 구역에서 GPS로 변침점을 설정하고, 그 포인트를 Data화하여, 미리 프로그램된 알고리즘에 입력하면 해당 선박이 자동으로 항로를 항해하도록 설계되었다. PD 제어를 이용하여 침로 유지 알고리즘을 구성하였고, 선박 자동 Track-keeping 결과는 모니터링 가능토록 하였고, 변수를 설정 변경하도록 설계되었다. 제시된 알고리즘은 실험을 통하여 그 알고리즘의 효용성을 확인할 수 있었으며, 실선의 항해 자동화 및 충돌회피, 자동접안 등의 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

선박이 항해 중 침로와 속력의 변화가 NNSS 측위정도에 미치는 영향을 분석하기 위해 위성별, 위성통과방향별, 앙각별로 계산기 simulation한 결과는 다음과 같다. 1. 위성의 앙각과 통과방향이 일정한 경우 위성의 종류에 따른 측위정도는 그 차이가 거의 없었다. 2. 속력오차에 의한 측위정도는 선속의 대소에는 관계없이 선속오차의 절대치에 비례하고 선박의 침로에 따라 달라진다. 3. 속력오차가 일정할 경우 위성의 통과방향에 따라 측위정도가 달라지며 동측북상과 서측남하인 경우와 서측북상과 동측남하인 경우는 서로 비슷한 측위정도를 나타내었다. 4. 선박의 침로가 남북방향일 때가 동서방향일 때보다도 오차가 크며 앙각이 높을수록 오차도 더욱 컸다.

선박이 제한수로를 운항할 때에는 기존 심수 및 천수 중을 운항하는 선박의 조종특성과 일반적으로 다르기 때문에 선박의 안전한 항해를 위해 달라지는 선박의 조종특성 추정이 중요하다. 본 연구에서는 제한수로를 운항하는 선박의 조종성능을 추정하기 위해 조종운동 방정식과 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 통한 유체력 미계수를 이용하여 조종성능을 추정하였다. 조종 수학 모델 중 선체, 프로펠러, 타를 분리하여 유체력을 모델링하는 방식인 모듈형(modular type) 모델에 제한수로의 영향을 고려하는 항을 추가하여 제한수로 중 조종성능을 추정 연구를 수행하였다. 제한수로 중 선체에 작용하는 유체력 미계수를 도출하기 위하여 상용 CFD 프로그램을 이용한 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 수행하였다. 최종적으로 제한수로 중 직진 시뮬레이션과 Zig-zag 시뮬레이션을 수행하여 제한수로의 영향이 고려된 조종 시뮬레이션을 수행하였다. 특히 선박의 침로 안정성능을 평가하기 위해 Zig-zag 시험을 수행하는데, 측벽으로 인한 선박 주위의 비대칭 유동이 좌현과 우현에 압력 차이를 발생시켜 선박의 궤적에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

우리나라의 지문항해학은 1969년 윤여정은 지구과학, 항로표지, 수로도지, 조석 및 조류, 연안항법, 항정선항법 및 대권항법 등을 중심으로 실무적 경험과 학문적 이론에 입각하여 지문항해학 교재를 집필하였는데, 이것은 지금까지도 해기전문 인력을 교육하는 주요 교재로 이용되고 있다. 그러나 이 '지문항해학'의 일부 내용의 경우 해운선진국이라 할 수 있는 미국, 영국 및 일본에서 출판된 항해학관련 도서를 바탕으로 하였기 때문에 설명되는 과정에서 적용한 학술용어가 맞지 않거나 설명이 부족하여 독자의 이해부족과 오해를 초래하고 있다. 이 연구에서는 선박의 이동방향에 관한 기초 용어인 침로(Course)와 선수방향(Heading)이 가지고 있는 문제점과 논란의 원인을 분석하였고, 이론적 검토를 통하여 사용상 오류와 혼동을 방지할 수 있도록 용어의 개념을 새롭게 정립하였다.

본 연구에서는 고정된 나침 방위에서 측정한 단일 자차만을 이용하여 자차계수 B와 C를 추정할 수 있는 새로운 방법을 기술하였다. 먼저, 4척의 미해군 함정에서 실제 측정한 자차를 이용하여 자차계수 B와 C만을 적용하여 자차합성하는 경우의 문제점을 분석하였다. 그리고, 최적 추정계수 B와 C의 획득 이론과 절차를 전개하고, 제안한 방법의 유효성을 평가하였다. 평가결과, 추정한 B와 C의 측정한 단일 자차를 최적으로 근사할 수 있음을 나타냈다.

본 논문에서는 손상선박의 안전대책에 관한 연구의 일환으로서, 황천항행중인 선박이 충돌, 좌초 등 원인에 의해 조종불능이 되었을 때를 가상하고, 예선ㆍ피예선계의 침로안정성에 미치는 풍향, 풍속, 예항삭의 길이의 영향을 이론적으로 검토하고, 풍압하에서 피예선을 다른 안전한 장소로의 예항에 대하여 하나의 지침을 주는 것을 목적으로 한다. 여기에서 실선은 Hulk carrier와 Passenger liner를 모델로 삼았고 외력으로서는 파도가 충분히 발달되지 않은 바람이 부는 초기상태 혹은 저속으로 항행하는 상태를 고려하여 바람의 영향만을 취급하며 피예선은 조타를 하지 아니한다.

Handling performance of a vessel is greatly related with her steering characteristics which consist of two kinds of motion characteristics ; namely course stability and turning ability. The correct prediction of the qualities, especially the steering characteristics is as much important in ship handling as in ship design. It is the purpose of this paper to provide ships handlers better understanding of steering characteristics and then to help them in safe controlling and maneuvering of vessels presenting distinct inherent steering characteristic difference that lies between a fine-form vessel and full-form vessel. The authors calculated dynamic course stabilities of two kinds of ideal models, one of which represents a fine-form ship and the other a full-form ship, based on hydrodynamic data of forces and moments obtained by model tests in maneuvering tanks. The result of calculations indicated that a ship of full-form configuration has inhernet course instability. Though significant nonlinearties affect ship montions in maneuvers, application of linear theory is sufficient for prediction of the maneuvering characteristics of vessels on calm waters for handling reference.

Ship's maneuverability is very important factor in safe ship handling and economical ship operation. Steering characteristics are consisted of course stability and maneuverability. Today in many advanced ship-building countries, they study ship's course stability, using model ship tests, such as straight line tests, rotating arm tests and Planar Motion Mechanism (PMM) etc., in tow in tanks. It is the purpose of this paper to provide ship's handlers with better understanding of steering characteristics and to help them in safe controlling and manevering . In this paper, the author simulated response of various vessels, running straight course with constant speed, and they are disturbed by small external disturbance of one degree yaw angle with no angular velocity . The author used the hydrodynamic derivtives resulted at tests of Davidson's laboratory in Stevens Institute of Technology, New Jersey, U.S.A. Course stability was evaluated and analyzed in various respects, such as block coefficient, ratio of ship's length to beam, draft and rudder area ratio etc. The obtained results are as follows : (1) The ship's course stability is affected by magnitude of block coefficient greatly. In case that the block coefficient is more than 0.7, the deviation varies at nearly same rate but the requistite time to reach the steady course is different. (2) The ship's course stability is affected by magnitude of L/B. When the dimensionless time reaches about 3, the deviation and requisite time to reach the steady course are influenced nearly same. After the dimensionless time is about 3, they change on invariable ratio. (3) The effect to course stability by L/T and RA' can be neglected. (4) The reason why thy VLCC and container feeder vessel are unstable on their course is that their block coefficient is generally more than 0.8 and the ratio of ship's length to beam is about 6.0.