In the present study, numerical analysis algorithm for the hull form optimization was taken into account using optimization algorithm. In this algorithm the sequential quadratic programming method was applied as an optimizer and the potential-based panel method was adopted to get the wave resistance coefficient as the objective function. The hull form was modified using the B-spline surface modeling technique during the whole optimization process. The developed numerical analysis algorithm was applied to a passenger ship and the optimized ship were compared with the original ship.

파랑 중 선박의 직진성능을 시뮬레이션을 통하여 비교 검토하였다. 시뮬레이션을 구성하기위해 선박의 3자유도 조종운동방정식을 사용했으며, 선박에 가해지는 파랑강제력은 3차원 특이점 분포법을 사용하여 계산하였다. 시뮬레이션의 외란으로서 규칙파와 불규칙파를 사용하였고 최대사용타각과 제어시간지연을 제어기의 제한조건으로 설정하였다. 조종성능에 따른 직진성능을 검토하기 위해 유체력 미계수를 인위적으로 변화시킴으로서 조종성능이 다른 선박의 시뮬레이션을 구성하였다. Autopilot제어기를 사용한 일정시간의 선박의 직진 시뮬레이션을 수행하고 해당시간동안의 직진거리를 비교하여 선박의 직진성능을 검토하였다.

In the present study, numerical algorithms for a high-speed planing ship were taken into account. The Rankine source panel method was applied to predict a flow phenomena around a ship. The Kelvin type free surface boundary condition and the exact nonlinear free surface boundary condition were compared to predict the wave system generated by the ship and the trim and sinkage state of the ship also were introduced. In order to deal with complex geometries of the planing ship the panel cutting method was adopted. The developed numerical analysis algorithm were applied to the R/V Athena ship and the numerical results were compared with the experimental results.

통항선박의 횟수가 잣은 연안의 항로주변은 선박에 의해 발생하는 항주파로 정온화가 필요한 항만시설이나 마리나에 많은 외력을 주게 된다. 이는 이동 및 정박 중인 선박이나 항만시설의 안정성을 저해시키는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 항만시설 및 마리나가 설치된 해역의 정온해역을 확보하고자 수치해석 및 수조시험을 통하여 고정형 부유식 구조물 설치에 따른 구조물로 인한 파고변화 및 주위의 유체역학적 특성을 파악하고자 하였다. 해상환경에 따른 소파효

선박의 항주에 의해 발생하는 항주파의 현장관측을 수행하였다. 파랑데이터는 선박의 항로에서 625m 이격된 지점에서 초음파식 파고계를 이용하여 12시간동안 5Hz로 관측하였다. 관측데이터 분석결과 이 해역의 파랑은 정상적인 기상상태에서는 항주파가 현저한 원인으로 분석되었으며, 대형여객선과 쾌속여객선의 항주파가 중첩될 때 최대파고 82.6cm로 관측되었다. 불규칙하지만 현저한 방향특성을 가지는 개방수역의 풍파와 비교하여 항내의 항주파는 매우 복잡한 형태를 나타냈다.

The purpose of the present research is to develop an efficient numerical method for the calculation of potential flow and predict the wave-making resistance for the application to ship design of tuna purse seiner. The paper deals with the numerical calculation of potential flow around the series 60 with forward velocity by the new slender ship theory. This new slender ship theory is based on the asymptotic expression of the Kelvin-source, distributed over the small matrix at each transverse section so as to satisfy the approximate hull boundary condition due to the assumption of slender body. Some numerical results for series 60, C sub(b) =0.6, hull are presented in this paper. The wave pattern and wave resistance are computed at two Froude numbers, 0.267 and 0.304. These results are better than those of Michell's thin ship theory in comparison with measured results. However, it costs much time to compute not only wave resistance but also wave pattern over some range of Froude numbers. More improvements are strongly desired in the numerical procedure.

Most existing theories on ship waves and wave resistance are based on the perturbation of the flow field by a small pararr.eter which specifies the slenderness of the ship hull. Since however, ship hulls in practice are neither so slender nor thin enough to secure the validity of the linearized theory, the agreen:ent between the theoretical prediction and the experimental result is not generally satisfactory. The author pointed out that the contribution by the non-linear term in the free surface condition can be represented by sorr.e source distribution over the still water plane. This paper leads to a forrr.ula for the wave resistance of not slender ships at low Froude nurr.bers. and deals with the asynptotic expression. As a nurr.erical example, the wave resistance of Wigley model is calculated, and the result is compared with experimental values. It is concluded that the wave resistance coefficient varies in the rate of Fn6 at low speed limit in general. A comparison with the result derived from the linearized free surface condition shows that the non-linearity of the free surface is irr portant at low speed.

본 연구에서는 개발된 선미부에 수직날개를 부착한 선박의 조파저항성능을 예측할 수 있는 수치해석기법의 검증에 관한 것이다. 수치해석기법은 비점성 유동장 해석기법인 랜킨소오스 패널법과 와류격자법을 사용하여 개발하였으며, 자유수면 경계조건의 비선형성은 반복해법을 사용하여 만족시켰고, 선박의 트림과 침하량을 구하는 알고리즘을 포함하고 있다. 수치해석을 위한 선체표면의 패널을 생성하기 위하여 패널절단법을 사용하였다. 4000TEU 컨테이너 운반선을 대상 선박으로 하여 선미부 6개소의 서로 다른 위치에 수직날개를 부착하여 수치해석을 수행하였으며, 수치해석기법의 타당성을 검증하기 위하여 상용 점성 유동장 해석 프로그램인 FLUENT를 사용하여 선체 주위의 점성 유동장을 계산하였고, 모형시험을 수행하여 얻은 실험 결과를 수치해석 결과와 서로 비교하였다.

최적화기법과 선형변환 자동화기법을 도입하여 고속 중형 Ro-Pax선박의 조파저항성능을 향상시킬 수 있는 선형설계방법에 대하여 연구하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 적용하였으며, 선형변환 자동화기법으로는 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 적용하였다. 목적함수인 선박의 조파저항성능을 예측하기 위하여 비선형 자유수면 경계조건과 선체의 침하량을 고려한 비점성 유동 해석 기법인 패널법을 적용하였다. 기준선형에 대하여 선형최적화를 수행하였으며 그 결과로 도출된 최적선형에 대하여 모형선을 제작하여 모형시험을 수행하였다. 기준선형과 최적선형에 대한 수치해석을 수행하여 얻은 결과와 최적선형에 대한 모형시험을 수행하여 얻은 결과를 서로 비교하였다.

현재 진동 정보를 통해 기계 설비의 상태나 고장 유무를 판단하는 연구들이 다수 진행 중에 있는데, 대부분의 연구에서는 설비에 대한 진동을 모니터링하거나 고장 유무를 판별하여 사용자에게 알리는 수준이다. 본 논문에서는 진동 정보 적용 대상을 선박으로 정하고, 진동에 의한 고장 진단과 판별을 보다 정교하게 수행하는 선박 엔진 감지 기법과 시스템을 제안하였다. 일차적으로 이중화된 진동 정보 판별 기법을 적용하여 진동 정보를 확인한 다음에 고장 유무를 검사한다. 만일 고장이 발생한 경우에는 적분을 이용하여 고장 진동 파형에 대한 넓이를 기준으로 어떤 유형의 고장인지를 판별할 수 있는 기법을 적용하였다. 또한 선박의 진동 경향 분석과 엔진 안전 보존을 목적으로 진동 정보를 데이터베이스에 저장하고 추적할 수 있도록 시스템을 구현하였다. 제안 시스템을 선박 엔진의 고장 판별 유무와 고장 진동 파형 감별 인자에 대해 실험을 수행한 결과 고장 판별은 약 98% 정확성을 가졌고 고장 진동 파형 감별에서는 약 72% 정확성을 가졌다.

Waves, which are the main source of ship motions in a seaway, considerably affect the performance of a ship. The study of waves and their impact on ship motions within harbors is an important aspect of the design and operation of harbors. The prediction of incoming groups of waves is particularly important for evaluating ship motion within a harbor. Such a prediction makes it possible to evaluate ship safety more accurately. The wave transformation model reported here is applied to actual ports based on Boussinesq wave equations both non-linear and dispersive wave processes be considered in order to capture physical effects such as wave shoaling, refractions, reflection and diffraction in variable depth environments. The prediction of incoming groups of waves is particularly important for evaluating ship motion within a harbor, Such a prediction makes it possible to evaluate ship safety more accurately and provide safe wave informations for navigation. Furthermore, a wave information support system is proposed for entering ships as one technique for improving the safety of ship operations. This system predicts the run of waves and reduces the danger by identifying the most dangerous point near the harbor entrance at the small wave groups.

ISSC 스팩트럼을 기초로 종래의 불규칙파가 아닌 새로울 과도 불규칙파를 설계하였다. 이 설계불규칙파를 장수조에서 조파기를 사용하여 발생시키고, 파고계와 6자유도계를 설치하여서 모형선의 횡동요 운동을 계측하였다. 모형선의 최대 횡동요각의 실험값과 이론값을 비교하여 단기 해상에서 발생 가능한 횡동요 피크치를 추정하는 방법에 관하여 검토하였다.

선박의 항행에 의해 발생되는 항주파의 특성은 선박의 속도와 수심 조건에 따라 크게 달라진다. 연안 항로에서 발생된 항주파는 주변 해안으로 전파됨에 따라 항만 내의 정온 수역을 교란하여 정박 중인 소형선박, 수영객 등에 돌발적이고도 심각한 위험을 가져다 줄뿐만 아니가 해안의 침식, 호안의 결괴 등의 피해를 주기도 한다. 지금까지 항주파에 관한 연구의 관심사는 일정 수심 조건에 대해 조파저항이나 조선에 미치는 영향을 분석하는 등 주로 조선공학도의 관점에서 검토가 대상이 되어 왔으며, 가변 수심을 가진 실제 해역에 있어서의 항주파 발생과 전파에 기인한 주변 해역의 영향은 그다지 검토되지 못하였다. 최근 고속선 등의 발달로 인해 천해역에서의 항주파로 인한 인근 해역의 피해가 더욱 우려되고 있는 추세이다. 따라서 실제 수역에서의 항주파의 발달과 그 전파과정은 조사할 필요가 있는 것이다. 본 연구에서는 연안해역의 얕고 복잡한 수로와 다양한 선속 조건에 대한 항주파의 발생 및 전파를 예측하기 위하여 고정 좌표계에서 Boussinesq 방정식을 토대로 항주파 수치예측 모형을 구축하였다. 제안된 모형은 수리모형실험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 또한 실제 수로를 토대로 한 가변 수심역에 개발된 모형을 적용하여 수신 변화 고려의 중요성을 확인하였다.

해상수송의 안전성을 개선하는 하나의 수란으로서, 해상풍 정보로부터 예정 항로상에서 조우하게될 파랑정보를 높은 정밀도로 예측하여 단시간에 본선에 제공할 수 있는 시스템을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 이의 제1단계로서 대양에서의 다방향 불규칙파 예측을 위한 파랑추산모델을 제시하였다. 검토방법으로는 과거 실제 해역에서 발생한 황천에 기인한 선박 침몰사고를 대상으로 선박의 항행 일정에 따른 해상풍의 분석 및 파랑추산시뮬레이션을 수행하였으며, 이로부터 사고 선박이 조우한 해상을 평가하고 모델의 재현성 및 정도를 검토하였다. 연구비 결과, 사고 선박은 침몰사고의 원인이 Okhotsk해에서 발달한 저기압에 의해 급속히 성장한 고파랑 해역을 회피하지 못하여 발생한 것에 있음을 명백히 하였으며, 본 계산에 이용한 제3세대 파랑추산모델(WAM)로부터의 결과는 실제 관측 파랑의 유의파고, 주기, 방향 스펙트럼 등 항행관련의 파랑제원과 잘 부합되었으며, 실용 선박에서의 예측시스템 구축에 적용성이 양호한 것으로 나타났다.