Manta형 무인잠수정(Manta-type Unmanned Undersea Test Vehicle, 이하 MUUTV라 함)은 Naval Undersea Warfare Center의 Manta Test Vehicle의 설계 및 운용 개념을 기초로 하여 제안되었다(손 등, 2006). 본 연구에서는 Feldman(1979)과 손 등(2006)의 6자유도 운동 수학모델을 이용하여 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 유체력미계수의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 기법으로는 Sen(2000)이 제안한 방법을 채택하였다. 본 연구를 통하여 각각의 유체력미계수가 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었으며, 상대적으로 영향을 작게 미치는 유체력미계수가 포함된 항을 제거하여 조종운동 수치 시뮬레이션을 수행하여도 운동 추정이 가능함을 알 수 있었다.

The emphasis is put on the detailed knowledge on manoeuvring characteristic for the safe navigation while avoiding terrible collision between ships and on the guideline to the design and operation of the ship-waterway system The numerical simulation of manoeuvring motion was carried out parametrically for different ship types, ship-velocity ratios, separation and stagger between ships. As for the calculation parameters, the ratios of velocity difference (hereafter, U2/U1 ) between two ships were considered as 0.6, 1.2, 1.5. From the inspection of this investigation, it indicates the following result. Considering the interaction force only as parameter, the lateral distance between ships is necessarily required for the ship-velocity ratio of 1.2, compared to the cases of 0.6 and 1.5 regardless of the ship types. Furthermore, regardless of the ship-velocity ratio, an overtaking and overtaken vessel can be manoeuvred safely without deviating from the original course under the following conditions: the lateral distance between two vessels is approximately kept at 0.5 times of ship-length and 5 through 10. degrees of range in maximum rudder angle. The manoeuvring characteristic based on this investigation will be very useful for keeping the safety of navigation from the practical point of ships design and traffic control in restricted waterways.

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.

1993년 IMO가 채택한 조종성 잠정기준에서 요구되는 4가지 항목 중, 특히 비대 선박의 경우, 침로 안정성이 문제시될 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 연구에서는 비대 선박의 조종운동시 타의 크기에 따른 선미 유동 특성을 조사하기 위해서 회류수조에서 사항상태의 조건 하에 두 종류의 모형실험을 수행하였다. 즉, 첫번째 실험은 타에 유입하는 흐름의 정류효과 측정에 대한 것이고, 두번째 실험은 타 상부와 선미오버행 하부 공간 주위의 흐름가시화에 대한 것이다. 실험결과, 타의 크기에 따른 선미 유동 특성과 타에 유입하는 흐름의 정류효과의 상관관계를 규명하였고, 타 상부와 선미오버행 하부의 공간은 침로 안정성에 있어서 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었으며, 특히 타 상부와 선미오버행 하부의 공간이 작을수록 침로 안정성이 저하될 가능성이 높다는 것을 확인하였다.

Final aim of this paper is a study on simulation of automatic steering of a ship in random seas. In order to achieve this aim, we need excitation due to random seas. The excitation may be estimated from energy spectrum of irregular waves and response functions of manoeuvring motion of a ship in regular waves. This paper deals with response functions of manoeuvring motion of a ship in regular waves. We discussed New Strip Method(NSM) of sway-yaw-roll coupled motions in regular waves. NSM is defined in space axes system and that has been used to predict seakeeping performance of a ship in waves. But ship manoeuvring is defined in body fixed axes system. So we cannot use NSM theory itself in predicting manoeuvring performance of a ship in waves. We introduced relationship between space axes system and body fixed axes system. And we developed modified NSM which was defined in body fixed axes system and was able to be used in manoeuvring motion of a ship in waves. We calculated sway and yaw response functions of manoeuvring motion of a bulk carrier in regular waves.