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Hydrodynamic Forces and Manoeuvring Characteristics of Ships at Low Advance Speed
손경호,Sohn, Kyoung-Ho Korean Institute of Navigation and Port Research 1991 한국항해학회지 Vol.15 No.4
출발, 정지, 후진, 가속, 감속 등을 포함하는 저속 항행시의 조종운동을 예측하기 위해서, 선체, 프로펠러, 타에 작용하는 유체력의 특징을 검토하여 이를 수식모델화 하였으며, 제안된 수식모델을 이용하여 유조선, 가스운반선 두 선박에 대해 저속시의 조종운동 시뮬레이션 계산을 수행하여 실험결과와 비교 검토하였다 One practical method has already been proposed for predicting the characteristics of ship manoeuvring motions at relatively high advance speed [19]. Howeverf, this method can hardly be applied to motions of ships in starting, stopping, backing and slow steaming conditions, even though such extensive motions are of vital importance from a safety point of view particularly in harbour areas. The method presented here aims at predicting the characteristics of ship manoeuvring at low advance speed, which covers starting, stopping, backing and slow steaming conditions. The force mathematical models at large angles of incidence to the hull as well as under the wide range of propeller operations are formulated. Simulations of various manoeuvres at low advance speed are carried out for two types of merchant ship, I.e. a LNGC and a VLCC. Comparisons between simulations and corresponding full-scale measurements [10], [15] or free-running model tests [6],[10] provide a first verification of the proposed mathematical models.
자동조타로써 항행하는 선박에 작용하는 불규칙 외란 추정법에 관한 고찰
손경호(Kyoung - Ho Sohn),이경우(Gyoung - Woo Lee),김진형(Jin - Hyoung Kim) 한국항해항만학회 1995 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.1 No.-
The final aim of our research project is a study on assessment of automatic steering system of ships in open seas. In order to achieve this aim, 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, we provide calculation method of irregular disturbance to ships in autopilot navigation in open seas, and also show calculation examples about two kinds of ship, orc carrier and fishing boat. The disturbance consists of irregular wave and random wind. Thc disturbance is calculated as equivalent yaw angular velocity. Each spectrum and time history of disturbance are reasonably evaluated. Further investigation concerning to performance index of autopilot system and energy loss related to automatic course keeping, will be dealt with in another paper.
횡동요를 고려한 선박조종운동의 새로운 수학모델에 관한 연구
손경호(Kyoung-ho Sohn),김용민(Yong-min Kim) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회지 Vol.27 No.5
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 수학모델에 의한 조종운동 시뮬레이션을 각각 수행하고 그 결과를 비교 검토하여 본 연구에서 제안한 수학모델의 유용성을 검증한다. A ship with small metacentric height or high speed vessel performs relatively large roll angles in her manoeuvring motion Roll coupling effect should be taken into consideration for accurate prediction of manoeuvring motion of such a ship. This paper proposes a new mathematical model of ship manoeuvring motion taking coupling effect of roll into consideration. Some kinds of manoeuvring motion are simulated by computer, based upon the proposed model. The simualted results by proposed model here are compared with those by existing model. The proposed model is found to be practical and useful for prediction of manoeuvring motion with roll effect.
자동조타 시스템의 비선형 요소가 선박의 추진 에너지 손실량에 미치는 영향
이경우(Gyoung-Woo Lee),손경호(Kyoung-Ho Sohn),윤순동(Soon-Dong Yoon) 한국항해항만학회 1998 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.1 No.-
본 연구에서는 선박 자동조타 시스템의 비선형 요소가 추진 에너지 손실량에 미치는 영향을 정량적으로 평가, 해석하였다. 대양을 자동조타로써 보침 항행중인 선박의 자동조타 시스템은 크게 선형 및 비선형 요소로 나눌 수 있는데, 각 요소들중, 특히 시스템 내부에 인위적으로 또는 불가피하게 설치되어 있는 비선형 요소들의 영향은 매우 크다. 본 연구에서는 오토파일럿의 비선형 제어 상수가 전체 시스템의 안정성 또는 추진 에너지 손실의 증감에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 수치계산에 이용한 선박은 소형 어선 1척과 대형 광석운반선 1척이며, 평균 풍속 10m/sec의 대표적 해상상태의 풍.파랑 외란 조건하에서 추진 에너지 손실의 지표인 성능평가지수를 계산하였다. 그리고 수치계산 결과에 대해서도 논하였다. When an automatic course keeping is introduced, as is quite popular in modern navigation, the closed-loop control system consists of linear and non-linear elements. In this paper, we provide a method of theoretical analysis on the propulsive energy loss related to automatic steering of ships in the open seas, taking account of the on-off(non-linear) characteristics of autopilot device. Next we make numerical calculation of the effects of autopilot non-linear elements on the propulsive energy loss for two kinds of ship, a fishing boat and an ore carrier. Realistic sea and wind disturbances are employed in the calculation.