Recently marine accidents involving floating objects have been continuously increasing due to domestic coastal traffic conditions, and as a result cases of secondary-linked reduction gear damage have also occurred one after another. This research aims to evaluate the ship propulsion system safety through the analysis the effect of the torsional stress generated on the propeller shaft system when a rope or net is wrapped around a propeller at sea through theoretical analysis, simulation analysis, and ship empirical test.

지구온난화 문제에 대응하기 위해 온실가스 배출 저감을 위한 다양한 규제와 정책이 시행되고 있다. 이러한 배경 속에서 탄소중립을 목표로 하는 국가들이 늘어나고 있으며, 이에 따라 소형원자로모듈(Small Modular Reactor 이하 SMR)이 새로운 발전소 모델 로 주목받고 있다. SMR은 전통적인 대형 원자력 발전소 크기의 5~10% 수준이지만, 수백 메가와트(MW)급의 발전 용량을 갖춘 고효율 시스템이다. 이 발전소는 화석 연료 기반 발전소에 비해 탄소 발생을 줄일 수 있으며, 신재생에너지의 불안정한 에너지 공급을 보완할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 원자력 발전소는 사고 시 방사선물질 누출의 위험성이 있어 주변 주민의 반대를 받아 왔다. 이러한 문제 를 해결하기 위해 부유식 소형 원자력 발전선이 주목받고 있다. 부유식 소형 원자력 발전소는 해양에 설치되어 부지확보, 인근 거주민 보상, 협의 과정이 간소화되고, 자연재해에 대한 안전성이 높다. 본 연구에서는 SMR 발전선의 파랑 중 예인 안정성을 평가 하였다. 해 상상태 3, 4, 5에서의 운동해석 결과, 해상상태 5 이하에서는 예인하여 목적지까지 이동하는데 필요한 내항성능 기준을 만족시킬 수 있 음을 확인하였다.

선박의 안전운항을 도모하기 위한 필수적 요소 중 하나인 복원성 확보에 대한 항해사의 해기지식은 선박의 대형화 및 자율운 항선박 출현 등 선박 기술의 진보와 더불어 향상되고 개선되어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 항해사를 대상으로 복원성에 관한 설문 조사를 수행하였고, 일반적 특성을 이용하여 경험적 인지도를 통계분석하였다. 분석 결과, 복원성 기준의 이해도에서 상위직급에서는 높 은 이해도를 갖고 있었으며, 특정 선종에 대한 특별 기준에 대한 이해는 부족한 것으로 나타났다. 전체 응답자의 87.6%가 복원성 평가의 수단으로 Loading computer를 활용하고 있었다. 현장에서 복원성 평가 방법으로 GM 활용이 평균 3.891/5.000점으로 가장 높았으며, 주로 GM과 복원성 기준으로 복원성 확보여부를 판단하였다. 복원성 부족 시, 항해사는 주로 평형수 보충을 통하여 개선하였으며, 소각도 타각 사용으로 안전을 확보하는 운항적 경향도 있었다. 본 연구 결과는 선박 복원성에 대한 항해사의 경험적 인지도를 평가함으로써, 향후 운 항자 중심의 복원성에 관한 교육 개선 및 연구에 중요한 자료로 활용하고자 한다.

우리나라는 여러 건의 여객선 사고를 겪으면서, 여객선 안전관리를 위해 다양한 제도를 운영하고 있다. 2021년 기준 우리나라 연안을 운항하는 여객선 162척 중, 차량갑판이 개방된 형태의 차도선이 105척(65 %)을 차지하고 있다. 차도선은 2～4개의 섬을 경유하는 운항 패턴을 가지고 있다. 출항지(모항)에서 안전점검은 선원과 운항관리실의 운항감독관, 해사안전감독관에 의해 실시된다. 경유지에서 의 안전점검은 자체점검이 실시되는 경우가 있다. 여느 제도와 마찬가지로 제도적, 현실적 한계 등이 있다. 이를 위해 영상처리기법을 활 용하여 차량을 검출하고 이를 선박 복원성 계산과 연동하는 방안을 제안하고자 본 연구를 수행하였다. 차량 검출을 위해 차영상을 이용 하는 방법과 기계학습을 이용하는 방법을 사용하였다. 검출된 데이터를 선박 복원성 계산에 활용하였다. 기계학습을 통해 차량을 검출하 는 경우, 차영상에 의한 차량 검출 방법보다 차량 식별에 안정적임을 알 수 있었다. 다만, 카메라가 일몰과 같은 상황에서 역광을 받는 경 우와 야간과 같은 상황에서 부두와 선박 내부의 강한 조명에 의해 차량이 식별되지 않는 한계가 있었다. 안정적인 영상처리를 위해 충분 한 영상 데이터 확보와 프로그램 고도화가 필요해 보인다.

본 연구에서는 상용화된 로프절단장치 타입 중 국내에 가장 많이 도입되어있는 Scissor type을 대상으로 유한요소해석을 수행하여 다양한 로프 걸림 상황에서 안정성이 확보되는 적합한 구조 형태를 평가하였으며, 수조 실험 및 실선 실험을 통해 효용성을 검증하였다. 연구 결과, 로프 걸림에 의하여 프로펠러축이 회전하지 않을 경우 엔진에서 발생하는 지속적인 토크로 인하여 로프절단장치에 비틀림이 발생하고 유한요소 해석상 자유도가 구속되어 있지 않은 하부의 블레이드에서 가장 높은 변형이 발생하는 것을 확인하였다. 블레이드의 두께가 증가할수록 최대변형량은 줄어들고 최대응력은 낮아져 안전율이 증가하는 결과가 나타났으며, 동일한 블레이드 두께에서 토크의 변화량이 최대응력과 최대변형량에 미치는 영향은 로프절단장치의 외력이 미치는 위치와 무관하며 정비례하게 감소하는 것으로 나타났다. 해석 결과를 토대로 실시한 수조실험 및 실선실험 결과, 모든 조건과 환경에서 로프 및 어망이 원활하게 제거되는 것을 확인하였다.

묘도-광양간 현수교는 광양항에 진입하는 항로에 위치해있으므로 큰 배들에 대하여 충돌 방지공이 필요하다. 본 논문은 선박충돌을 고려하여 위험도 분석과 비선형 수치해석을 실시하였다. 위험도 분석 결과 충돌 방지공 설치 이전에는 연간 파괴확률이 기준치인 0.0001을 초과하여 충돌 방지공이 필요한 것으로 분석되었다. 따라서, 선박의 충돌을 방지하기 위해서 인공섬과 콘리트트 블록으로 만든 방파제 벽을 사용하여 설계하였다. 계획된 충돌 방지공 설치 후 비선형 수치해석 결과 교량에 미치는 하중이 교량의 내하력 이내로 나타나 선박 충돌시에도 교량의 안정성이 확보되는 것으로 나타났다.

선박 횡동요는 물적 손실을 초래할 뿐만 아니라, 승선자의 거주성, 안전성 및 작업능률을 저하시키는 가장 큰 요인이 된다. 횡동요억제를 위한 많은 연구는 다양한 형태의 장치개발이라는 결과를 가져왔으며 상당한 효과를 얻고 있다. 지금까지 개발 된 대부분의 장치는 그 성능을 고려하지 야더라도 특수한 목적의 선박을 대상으로 설치·운영되고 있으며, 고가이고 복잡하여 설치 상에도 많은 문제점을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 선박의 선미측에 설치한 플랩을 이용하여 운항중인 선박의 횡동요 억제에 관해 고찰하고 있다. 본 장치는 중·소형의 선박에도 쉽게 설치하여 운용이 용이할 뿐만 아니라, 적절한 제어시스템 구축으로 피칭운동도 제어할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 이러한 장치를 설치한 선박에 대해 실험적 기법을 이용하여 모델링을 행하고 시뮬레이션을 통해 장치의 횡동요 억제효과를 검증하고 있다.

원양어선 제501 오룡호는 황천 중인 베링해에서 조업 후 피항하던 중 개구부를 통한 침수로 인하여 침몰하였으며 많은 선원들이 사망하고 실종되었다. 본 연구에서는 사고선박 침몰사고의 진행상황 별 유동수 영향과 어획물 배치 등을 고려한 선박복원성 계산을 KST-SHIP (선박안전기술공단 선박계산시스템)을 사용하여 수행하고 사고선박의 침몰사고 시의 침수 후 선박복원성을 분석하였다. 먼저 만재출항상태 (Full Load Departure Condition)에서의 사고선박의 비손상 복원성 계산서와 KST-SHIP을 사용한 비손상 선박복원성 계산 결과를 비교하여 검증하고, 사고선박의 출항 시부터 사고 직전까지의 배수량에 따른 비손상 복원성 계산을 수행하여 비손상 복원성을 분석하였다. 또한 사고선박 침몰사고 시의 진행상황 별 침수 후 선박복원성 계산을 수행하여 침수 후 복원성도 분석하였다.

IMO는 선박의 조종성능과 복원성능에 관한 국제적 기준 마련에 노력해 왔다. 이러한 움직임은 해상에서의 선박 안전 향상에 기 여하였으며, 선박 연구자가 수행하는 학술적 연구의 방향에도 영향을 미쳤다. 기존의 수행된 선박 조종성능과 조종성능 연구는 각각 그 분야 에서 독립적으로 수행되어 왔다. 두 분야의 상호 관계에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 논문에서는 선박의 조종성능과 복원성능의 상 호 관계를 정량적으로 규명하고자 기초적인 실험 연구를 수행하였다. 각 두 항목을 나타내는 지표로 복원성능은 GM 변화를 사용 하였고, 선 박의 조종성능은 선회성능을 선택하여 이 두 지표의 상호관계에 관해 정량적인 분석을 시도하였다. 이를 위하여 자유 항주 모형선을 이용한 선회 실험을 실시하고, GM변화에 따른 선회 반경 및 선회 중 발생하는 최대 횡경사 각도의 변화를 분석 하였다. 실험 결과 GM에 따른 선회 반경 감소 및 초기 횡경사 증가의 경향이 서로 다르게 나타났다. 이를 이용하여, GM 감소에 따른 선회반경 및 초기 횡경사 변화 예측을 위한 개략적인 경향 추정식을 제안 하였다. 선박은 운항 중 예상하지 못한 원인으로 갑작스럽게 GM이 감소 할 수 있다. 본 논문에서 얻은 실험 결 과는 GM감소량에 따른 선박의 선회반경 및 조타에 의한 횡경사 각도 변화 크기를 개략적으로 추정하기 위한 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

Prediction of the stability for ships is very complex in reality. In this paper, risk based approach is applied to predict the probability of capsize for a certified ship, which is effected by the forces of sea especially the wave loading Safety assessment and risk analysis process are also applied for the probabilistic prediction of stability for ships. The probability of shipsencountering different waves at sea is calculated by the existed statistics data and risk based models. Finally, ship capsizing probability is calculated according to single degree of freedom(SDF) rolling differential equation and basin erosion theory of nonlinear dynamics. Calculation results show that the survival probabilities of ship excited by the forces of the seas, especially in the beam seas status, can be predicted by the risk based method.

Damage stability is generally very important as a part of rescue technique of damaged ship and also in connection with the requirements of MARPOL73/78[2]. Damage stability calculation program has been developed and suggest, which can be used on an onboard computer for any operating drafts. The program is based on lost buoyancy method for calculation of final drafts, and also based on added mass method for calculation of residual righting arm. The numerical method suggested by Hamamoto-Kim[6] is adopted for calculation of intact righting arm(GZ). The model experiments on damage stability are also carried out in a small tank with tanker model 2.385 meters long. The experimental results are compared with the calculations by the suggested method.