본 논문에서는 불규칙 선수파랑 조건에서 선박계류시스템의 전후동요를 억제하는 연구를 수행하였다. 두점식 계류시스템은 비선형복원력의 특성으로 인하여 규칙파 조건에서도 강한 비선형 응답 특성을 보인다. 종방향 불규칙 장파가 외란으로 선박계류시스템에 작용하게 되면 규칙파 외력이 입사하는 경우보다 변위와 속도에서 더욱 복잡한 비선형 거동이 발생한다. 계의 종동요 변위와 속도를 동시에 억제하기 위하여 슬라이딩모드 제어법(SMC)을 적용하였다. SMC는 매개변수의 불확실성 및 외란에 대한 강인성을 갖는 폐루프 시스템을 제공하지만, 채터링은 이 제어법을 사용할 때 큰 단점이 된다. 본 연구에서는 준 슬라이딩모드의 시그모이드 함수를 이용하여 불규칙 해양파의 외란 조건에서 채터링을 줄이고. 수렴의 정확성에 도달하는 목표를 달성하였다. 제어법의 유효성은 수치시뮬레이션을 통해 증명하였다.

In this paper, the results of evaluating the passenger comfort due to the standard deviation of acceleration in vertical and lateral direction regarding the ship response in irregular wave by ordinary strip method in regular wave and energy spectrum using linear superposition theory in order to evaluate the motion of experimental ship are as follows. According to the results of ship response, it was possible to find that, in order to reduce the motion of ship, a ship operating in bow sea was more stable than in quartering sea. In the results of analyzing the standard deviation of acceleration in vertical direction according to each component wave pattern, when there was a wave length of 56m and an average wave period of 6 sec, most of cases showed the peak value. And among them, the standard deviation was 0.35 which was the highest in head sea. And in case of lateral direction, the maximum value was shown in a wave length of 100m and an average wave period of 8 sec. And it was 0.16 in beam sea and χ = 150°. In the evaluation of passenger comfort due to standard acceleration in vertical and lateral direction, it was 80% in head and bow sea. On the other hand, it was shown to be 15% in follow sea. Accordingly, when the expected wave height in a sea area where a training ship was intended to operate was known, it was possible to predict the routing of ship. And altering her course could reduce the passenger comfort by approximately 50%.

In order to deduce an objective evaluation method of motion seasickness incidence (MSI) by ship motions during underway in irregular waves and to present the fundamental data of passenger comfort on the yacht and the passenger ship according to the result, the MSI of the trainees by the questionnaires was analysed and compared with the rate of variation of salivary a -amylase activity (VSAA) on the training ship "A-ra ho" of Jeju national university. Relationship between rate of variation (x) by salivary a -amylase activity and motion seasickness incidence (y) was described by the equation, MSI(%) = 0.6073 x + 12.189 including the correlation coefficient (R 2 = 0.9853). The result obtained through the rate of variation of salivary a -amylase activity which was the quantitative evaluation method for ship motions causing seasickness was most affected by z-vertical acceleration and occurred within the frequency range 0.1 to 0.3Hz centered on 0.2Hz, and the simulation result based on this finding showed the motion seasickness rate at approximately 4% lower than the rate obtained through the survey.

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.

인장계류된 원통형실린더의 동적 거동해석에 관한 일련의 연구수행 결과는 다음과 같다. 1) 실린더형 부유체의 중심점을 인장계류시킨 새로운 개념의 부유식 구조물의 동적거동특성을 파악하였다. 2) 규칙파에서도 부유체와 테더(tether), 입사파의 상호간섭으로 인한 운동특성을 해석하였다. 3) 비선형유체력(2w, 3w)으로 인한 비선형 운동 응답 특성을 분석하였다. 4) 테더강성(tether stiffness)의 결정에 있어서 부유체와의 상호간섭 효과 뿐만 아니라 고주파수 영역에서의 공진을 충분히 고려하여 결정해야 한다. 5) 구조물의 설계시 Surge mode에서는 장주기 표류운동을 발생시키므로 Set down 등의 현상을 고려해야 한다.

본 논문에서 취급한 계산모델 및 계산조건하에서 얻어진 주요한 결론은 다음과 같다. (1) 다방향 불규칙파중에서 TLP에 작용하는 파강제력 및 정상표류력의 유의치를 구할 수 있는 프로그램을 개발하였다. (2) 한방향파중에서 파강제력 및 정상표류력이 큰 모-드에 대해서는 다방향파의 영향으로 감소하는 경향을 보이고, 한방향파중에서 작은 모-드에 대해서는 다방향파의 영향이 무시할 수 없을 정도로 나타났다. (3) 다방향파의 상호작용에 의해 실해역을 재현할 수 있으며, 다방향파의 영향으로 최대 파강제력 및 정상표류력의 크기가 감소한다는 결과에 따라 다방향파의 영향을 고려하면 보다 현실적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

When an automatic course-keeping is concerned, as is quite popular in modem navigation, the closed-loop steering system consists of autopilot device, power unit (or telemotor unit), steering gear, magnetic or gyro compass and ship dynamics. In order to estimate automatic steering system of ships in open seas. we need to know the characteristics of each component of the system, and also to know the characteristics of disturbance to ship dynamics. In this paper, I provide calculation method of imposing irregular disturbance to autopilot navigation system of the ship in open seas, and also show calculation examples about fishing boat. The disturbance consists of the irregular wave and the fluctuating component of wind. Finally, The disturbances are calculated in terms of equivalent yaw angular velocity. Each spectrum and time history of disturbance are reasonably evaluated.

Using the Irregular Waves based on Spectrum, the structural analysis of the hybrid substructure for offshore wind turbines is carried out through ANSY ASAS in time domain. The comparison of numerical results between P-M spectrum and JONSWAP spectrum is made to investigate the ultimate structural safety. It is found that the suggested hybrid substructure can be an effective substructure for offshore wind turbines.

다방향 불규칙파 중에서의 인장계류식 해양구조물(TLP)의 구조응답 해석을 수행함으로써 다방향 불규칙파가 구조응답에 미치는 영향을 평가하고 있다. 인장계류식 해양구조물에 작용하는 파강제력과 동유체력은 3차원 특이점분포법을 사용하여 각각의 외각요소에 대해 평가하였다. 3차원 골조요소로 모델링하여 유한요소법에 의해 구조응답을 평가하였으며, 인장계류식 해앙구조물의 각 외각요소간의 유체역학적 상호간섭을 고려하여 구조응답을 해석하였다. 구조응답의 주파수 응답함수와 다방향파의 스펙트럼을 이용하여 다방향 불규칙파에 대한 해양구조물의 구조응답 스펙트럼을 구하여 다방향 불규칙파가 인장계류식 해양구조물의 구조응답에 미치는 영향을 평가하였다.

조타에 의해 불규칙파 중 선박의 선수동요 및 횡요를 제어하는 횡요 감소시스템에 관한 연구를 수행하였다. 횡요를 포함한 선박 운동 시뮬레이션을 위해 4-자유도 조종 운동방정식을 사용하였고, 선체에 가해지는 외력으로서 파강제력이 고려되었다. 파강제력은 3차원 특이점 분포법에서 얻어진 주파수 전달함수로부터 시간영역해석법을 적용하였다. 선수동요와 횡요를 제어하는 PD 제어기를 각각 구성하고, 이를 선형 결합하여 횡요 감소 조타 제어기를 구성하였다. 조타 속도 및 타의 종류를 변화시켜 선수동요 및 횡요의 제어효율을 검토하였다.

본 연구에서는 사각형형상 수중방파제에 의한 불규칙파의 반사에 대하여 수리모형실험과 수치모형실험을 수행한 후 실험결과를 비교하였다. 수치해석 모형에서는 Reynolds 방정식을 지배방정식으로 사용하고 난류해석을 위해 k-모델을 적용하였으며, 자유수면변위를 추적하기 위해 VOF기법을 사용하였다. 수리모형실험과 수치모형실험의 결과는 서로 잘 일치하였으며, 수중방파제의 배열이 증가함에 따라 반사율은 증가하였다.

계류된 선박의 시뮬레이션을 위해 조종방정식을 사용하였고, 파 중의 선박에 가해지는 파강제력은 3차원 특이점 분포법에서 얻어진 주파수 전달함수로부터 시간영역해석법을 적용하였다. 운동을 유발하는 입사파의 주기와 동일한 선형 파강제력과 성분파 주파수의 차이에 기인하는 장주기 표류력을 외력항에 고려하였다. 규칙파와 불규칙 중에서의 선박의 거동을 비교하여 계류 중 선박에 발생할 수 있는 SLEW MOTION에 불규칙파 및 비선형 파강제력이 미치는 영향을 고찰하였다.

This study aims to develop the information service system of integrated seakeeping performance for seagoing vessels. It has been successful in developing the intended system which has made possible to provide the following functions and capabilities: ⦁ immediate computation of the dynamic motions of a ship against the present and future weather conditions; ⦁ evaluation of the integrated seakeeping performance of a ship on a real time basis and providing the navigators with the seakeeping informations on the spot enabling them to take the most appropriate countermeasures; and ⦁ supporting the navigators in the selection of a safe sailing route by providing the integrateseakeeping performance.