선박자동접안 프로그램 개념설계에 관한 연구

강병선,정창현 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회지 Vol.29 No.7

자율운항선박이 부두 근처에 도착하여 예선이나 도선사의 도움 없이 선박을 자동으로 접·이안하기 위해서는 부두를 인식하고 주어진 외력 조건에서 부두까지 정해진 접안속도로 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력각을 산정해야 한다. 이에 본 연구에서는 선박이 접안 중에 작용하는 외력과 모멘트를 분석하고 자동접안을 위한 스러스터의 출력 계산과 자동접안 프로그램 개발을 위한 기본개념을 설계하였다. 선박이 접안 중 바람에 의해 선체에 작용하는 풍압력은 풍압면적을 기초로 선형과 풍향각에 따라 계산하였으며, 선체에 작용하는 유압력은 조류에 의한 유압력과 접안속도에 따른 유압력을 분리하여 계산하였다. 그리고 선박의 횡방향 힘에 따라 선박을 회전시키는 회두모멘트를 계산하였다. 접안 중 선박에 작용하는 힘과 회두모멘트를 고려하여 부두와 평행하게 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력각을 계산할 수 있는 이론식을 제시하고 다른 변수들로 인한 회두를 PID 제어기로 제어하였다. 또한, 이론식에 필요한 입력요소를 분석하여 프로그램 개발을 위한 기본개념을 제시하였다. In order for an autonomous ship to arrive near the pier and automatically berth without the help of a tugboat or pilot, it is necessary to recognize the pier and calculate the thruster output and output angle for berthing to the pier at a fixed berthing speed under given external force conditions. Therefore, in this study, the external force and moment acting on the ship while berthing were analyzed, and the thruster output calculation for automatic berthing was designed and the basic concept for the development of the automatic berthing program was designed. The wind pressure applied to the hull by the wind while the ship is berthing was calculated based on the wind pressure area and the wind direction angle and the turning moment to rotate the ship according to the transverse force of the ship was calculated. Considering the force acting on the ship and the turning moment during berthing, a theoretical formula was presented to calculate the thruster output and output angle for berthing parallel to the pier, and the turning due to other variables was controlled by the PID controller. In addition, the basic concept for program development was presented by analyzing the input elements necessary for the theoretical formula.

선박의 주묘 한계풍속에 관한 연구 : 벌크선을 대상으로 분석

강병선,정창현 한국해양경찰학회 2021 한국해양경찰학회보 Vol.11 No.4

태풍 또는 기상 이변으로 인한 돌풍 등으로 정박중인 선박이 끌려 좌초되거나 타 선 박과 충돌하는 사고가 끊이지 않고 있다. 선박에서는 묘박 안전성을 확보하기 위해 적 절한 묘박지 선택과 이묘박 실시, 앵커 체인을 충분히 신출하는 등 여러 조치를 취하게 된다. 하지만, 강풍 상황에서 얼마만큼의 체인을 신출할 것인지, 이묘박 실시 여부 그리 고 어느 정도의 풍속에서 앵커가 끌리게 될 것인지 등에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 선박의 주묘 위험성이 묘박지의 수심과 묘쇄의 신출량에 따라 영향을 많 이 받는 점을 고려하여 수심과 묘박 형태 그리고 묘쇄의 신출량에 따른 선박의 주묘 한 계풍속을 제시하였다. 수심 20m인 묘박지에서 체인을 8샤클 신출하였을 때, 단묘박의 경우에는 주묘 한계풍속이 42~77knot, 이묘박의 경우에는 59~105knot로 계산되었다. 수심 30m인 묘박지에서 체인을 10샤클 신출하였을 때에는, 단묘박의 경우에는 주묘 한 계풍속이 43~78knot, 이묘박의 경우에는 60~106knot로 계산되었다. 수심이 깊거나 체 인의 신출량이 부족한 경우에는 현수부가 커져서 체인의 파주부는 상대적으로 작아진 다. 이로 인하여 앵커의 샹크가 들리게 되면 이묘박 일지라도 파주력은 급격하게 저하 되고 주묘 한계풍속 또한 작아지게 된다. 따라서 강풍이 예상되면 묘쇄를 충분히 신출 하고, 이묘박을 실시하는 것이 효과적일 것이다. Every year, ships in anchored are dragged to the ground or collided with other ships due to gusts caused by typhoons or unusual weather. In order to secure the safe anchoring, a ship takes various measures, such as selecting an appropriate anchorage site, carrying out lying at two anchors, and sufficiently led out the anchor chains. However, there is a lack of research on how much chains will be led out in a strong wind situation, whether or not the lying at two anchors, and at what wind speed the anchor will be dragged. In this study, considering that the risk of dragging anchor is greatly affected by the depth of the anchorage and the amount of anchor chain led out, the critical wind speed for dragging anchor of ship is presented according to the depth of the anchorage, the type of anchoring and the amount of anchor chain led out. When 8 shackles of chain were led out in an anchorage with a depth of 20m, the critical wind speed for single anchor was 42-77 knots, and 59-105 knots in the case of lying at two anchors. When 10 shackles of the chain were led out in an anchorage with a depth of 30m, the critical wind speed for single anchor was 43-78 knots, and 60-106 knots in the case of lying at two anchors. If the water depth is deep or the amount of outgoing chain is insufficient, the suspension part becomes large and the laying part of the chain becomes relatively small. Due to this, when the anchor's shank is lifted, the holding power is rapidly lowered even if it is lying at two anchors, and the critical wind speed for dragging anchor is also reduced. Therefore, if strong winds are expected, it will be effective to carry out leading out the anchor’s chain sufficiently and lying at two anchors.

회귀분석을 이용한 주묘 위험성 평가 입력요소 결정에 관한 연구

강병선,정창현,Kang, Byung-Sun,Jung, Chang-Hyun 해양환경안전학회 2021 해양환경안전학회지 Vol.27 No.6

선박의 주묘 위험성을 평가할 수 있는 프로그램이 개발되어 있지만 선박의 제원에 해당되는 다양한 입력요소들을 직접 찾아서 입력해야 하므로 VTS 관제사가 정박지에 정박 중인 선박들로부터 이러한 입력요소들을 모두 확인하여 프로그램을 활용하는 것은 현실적으로 어려운 상황이다. 이에 본 연구에서는 VTS 관제사 입장에서 선박으로부터 쉽게 획득할 수 있는 총톤수(GT)를 독립변수로 설정하고 프로그램 입력요소들을 종속변수로 하여 선형 및 비선형 회귀분석을 실시하였다. 다항식 모델(선형)과 멱급수 모델(비선형)의 적합도를 비교한 결과, 컨테이너선과 벌크선의 경우에는 모든 입력요소에서 멱수급 모델이 적합한 것으로 평가되었다. 하지만 탱커선의 경우에는 수선간장, 선폭, 흘수는 멱수급 모델이 적합하고, 정면풍압면적, 앵커의 무게, 의장수, 묘쇄공으로부터 선저까지의 높이는 다항식 모델이 더 적합한 것으로 평가되었다. 또한 탱커선의 정면풍압면적 요소를 제외한 다른 나머지 종속변수들은 모두 결정계수가 0.7 이상으로 높은 적합도를 보였다. 따라서 주묘 위험성 평가 프로그램의 입력요소 중 외력 요소, 해저 저질, 수심 및 앵커 체인의 신출량을 제외한 나머지 입력요소들은 선박의 총톤수만 입력하면 회귀분석 모델식에 의해 자동으로 입력됨으로써 주묘 위험성 평가가 가능할 것으로 판단된다. Although programs have been developed to evaluate the risk of dragging anchors, it is practically difficult for VTS(vessel traffic service) operators to calculate and evaluate these risks by obtaining input factors from anchored ships. Therefore, in this study, the gross tonnage (GT) that could be easily obtained from the ship by the VTS operators was set as an independent variable, and linear and nonlinear regression analyses were performed using the input factors as the dependent variables. From comparing the fit of the polynomial model (linear) and power series model (nonlinear), the power series model was evaluated to be more suitable for all input factors in the case of container ships and bulk carriers. However, in the case of tanker ships, the power supply model was suitable for the LBP(length between perpendiculars), width, and draft, and the polynomial model was evaluated to be more suitable for the front wind pressure area, weight of the anchor, equipment number, and height of the hawse pipe from the bottom of the ship. In addition, all other dependent variables, except for the front wind pressure area factor of the tanker ship, showed high degrees of fit with a coefficient of determination (R-squared value) of 0.7 or more. Therefore, among the input factors of the dragging anchor risk assessment program, all factors except the external force, seabed quality, water depth, and amount of anchor chain let out are automatically applied by the regression analysis model formula when only the GT of the ship is provided.

진해만 태풍 피항 선박의 주묘 한계 풍속에 관한 연구

강병선,정창현,박영수,공길영,Kang, Byung-Sun,Jung, Chang-Hyun,Park, Young-Soo,Kong, Gil-Young 해양환경안전학회 2021 해양환경안전학회지 Vol.27 No.4

우리나라는 지리적 위치와 편서풍의 영향을 받아 필리핀이나 대만 근처에서 전향한 태풍이 매년 평균 2~3개 통과한다. 진해만은 우리나라의 대표적인 태풍 피항지로 알려져 있으며, 태풍 내습 시 피항 선박들로 가득차고 나중에는 주변 항로까지 묘박한 선박들로 포화상태에 이르게 된다. 이로 인하여 묘박중인 선박이 강풍으로 주묘가 발생될 경우에는 선박 간 이격거리가 짧아 충돌사고가 발생될 수 있으므로 진해만의 체계적인 묘박 안전관리가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 진해만 묘박지 수심에 따른 선박 톤수별 주묘 한계 풍속을 제시하였다. 수심 20 m에서는 묘쇄를 7~9 Shackles 신출하였을 때 주묘 발생 한계 풍속은 48~63 knots, 수심 35 m에서는 46~61 knots, 수심 50 m에서는 39~54 knots로 평가되었다. 수심이 증가하면서 외력에 의해 파주부가 5 m 미만이 되는 상황이 발생하면서 주묘가 발생하는 한계 풍속은 4~8 knots로 큰 차이를 보였다. 또한 고파주력 앵커(AC-14형)가 설치된 선박이 재래형 앵커(ASS형)가 설치된 선박보다 주묘 한계 풍속이 더 크게 평가되었지만, 수심이 50 m로 깊은 곳에서는 고파주력 앵커를 사용하더라도 주묘가 쉽게 발생될 수 있는 것으로 확인되었다. An average of two to three typhoons that occur in the Philippines or Taiwan pass through Korea each year owing to the influence of the geographical location and western winds. Because Jinhae Bay is known as Korea's representative typhoon refuge, it is filled with ships during typhoons and later becomes saturated with ships anchored to the surrounding routes. If a strong wind drags an anchored ship, a collision accident may occur because of the short distance between the ships. Therefore, a systematic anchoring safety management of Jinhae Bay is required. In this study, the minimum wind speeds of a dragging anchor based on the water depths of Jinhae Bay anchorages were investigated. When 7-9 shackles were given, the minimum wind speeds were 48-63, 46-61, and 39-54 knots at depths of 20, 35, and 50 m, respectively. As the water depth increased, the length of the cable laid on the sea bed became shorter than 5 m owing to the external force, and the minimum wind speed showed a significant difference of 4-8 knots. In addition, ships with high holding power anchors (AC-14 type) had higher minimum wind speeds than ships with conventional anchors (ASS type). Finally, it was confirmed that at a depth of 50 m, dragging easily occurred even when a high holding power anchor was applied.

선박자동접안 프로그램 개념설계에 관한 연구

강병선,정창현 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회 학술발표대회 논문집 Vol.2023 No.11

관절경을 이용한 반월상 연골판 수복술의 한 방법 : 수술 술기

강병선,신동배,진경호,안장엽,조병국,소창성 대한슬관절학회 1995 대한슬관절학회지 Vol.7 No.1

Through technical development of arthroscopic surgery, there is a trend to repair and keep the torn meniscus with rationale of anatomical restoration and functional recovcry of meniscus. Various method of repair have been introduced and it need specially designad expensive instruments. We designed and parformcd a simple method vehich is the Ougide-to-Inside tecbniqoe and subued in a vertical nuener and take several advantages of (1) No need for unnecessary skin incision (2) No need for specially designed instruments, that can be performed with only spinal needle (3) Getting more tensile force and good approximation compared to horizontal method.

PMWS의 원인과 퇴치전략

강병선 대한양돈협회 2002 養豚 Vol.24 No.3

모돈 관리 어떻게 해야 하나?

강병선 대한양돈협회 2003 養豚 Vol.25 No.10

말합연약식반의 변형위석에 관한 수치해석

강병선,박병기,정진섭,Gang, Byeong-Seon,Park, Byeong-Gi,Jeong, Jin-Seop 한국지반공학회 1985 대한토질공학회지 Vol.1 No.2

본고는 기약지반변형해석에 이용될 범용 program을 개발하고 이를 이용하여 성토부끝에 sheet pile을 타설하거나 혹은 성토부아래의 연약정토지반을 개취하였을 때의 변형억제효과를 연구한 것이다. 본고에 적용된 압밀리론으로서 Biot의 압밀방정식과 구성방정식으로서 탄소성리론에 근거한 modified Cam-clay 이론을 적용하였고 유한요소해석으로서는 Christian-Boehmer계를 도입하여 program화한 것이다. 그 주요한 결론은 다음과 같다. 1. 속변지반의 침하효과에 관해서는 sheet pile이나 심우혼합처새깊이를 자지층까지 관입하여 시공하고 그 자신의 침하가 없을 경우에만 유효하다. 2. 흔히 사용되는 sheet pile대책공법은 통상의 steel sheet pile의 각성으로서는 성토직후의 봉기, 측방변위의 억제효과는 기대할 수 없다. 3. Sheet pile에 대한 예상론인 사용방법은 성토하부에 세밀을 촉진하기 위해 vertical drain을 설치하고 점증재하 방법만이 확실한 효과가 있다. 4. 체층혼합처리공법은 예상한 바와 같이 그 자종가 강성이 클수록 침하억제핵과가 있다. 특히 grouting을 통한 지반강화가 곧장 주변지반의 변형억제효과가 있다고 단정하는 것은 그 강성 까 관련하여 신중히 고려하여 결정해야 한다. This study aims at the development of computer Program for the deformation analysis of soft clay layers, and using this computer program, study the constraint effect of deformation- heaving, lateral displacement-of the soft clay layers reinforced with sheet pile at the tip of banking or improvement of soft clay layer up to hard strata, under intact state (natural) and the state of vertical drain respectively. For this study, Biot's consolidation theories and modified Cam-clay theory for constitutive equation for FEMI were selected and coupled governing equation, and christian-Boehmer's technique was applied to solve the coupled relationship. The following results are obtained. 1. Sheet pile or improvement of soft clay layer to the hard strata work well against the settlement of neighboring ground. B. In view of restriction of heaving or lateral displacement, sheet pile is not supposed to be of use. 3. Sheet pile is of effect only when vertical drain is constructed for acceleration of consolidation and load increases gradually. B. The larger the rigidity of improvement of layer to hard strata is, the less settlement occurs.

적층형 다층박막구조로 제조된 강 유전체 박막(PZT)의 특성에 관한 연구

강병선,이원규 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2

복잡한 다성분계 산화박막인 강유전체 박막의 정확한 조성 조절은 기존의 물리적 증착법과 화학적 증착법등의 단일공정에 의한 재현성이 어려운 현실이다. 또한 조성에 따라서 박막의 물성과 구조에 영향을 주고 있다는 것은 이미 알려진 사실이다. 그리하여 본 연구에서는 RTMOCVD 방법을 이용하여 기존의 복합산화물 박막제조 방식과는 달리 다성분계 강유전체 재료인 PZT(Lead Zirconium Titanate)박막을 제조하는데 있어서 각단성분계 산화막의 적층을 통한 다성분계 적층형 강유전체 박막을 형성하였다. 이는 각 단성분계 박막의 두께를 조절하여 제조된 최종 다성분계 박막의 조성과 일치 할 수 있도록 다층구조로 박막을 형성 한 후 열처리를 통해서 각 산화막 층사이 에서의 상호확산을 일으켜 다성분계적층형 박막을 형성시키는 것이다. 이것은 복잡한 조성을 갖는 강유전체 박막의 조성을각 단성분의 화학 양론비로정확히 조절하여 현재 박막 연구에서 중요한 문제인 조성조절의 어려움을 극복 할 수 있게 해주는 새로운 공정이 될 것이다. 또한 각 박막의 미세구조와 각 적층된 박막의 계면 사이에서의 특성과 열처리에 따른 박막간의 상호확산과 두께에 따른 확산거동을 알아내어 각 물질의 이동 경로를 알아 낼 수 있는데 이는 새로운 물질의 박막 형성에 있어서 커다란도움을 줄 것이다. 형성된 PZT박막은 다른 방법으로 형성된 PZT 박막과 상호 비교하며, SEM, TEM, XPS, AES, XRD, EDS, C-V , P-E이용하여 여러 가지 물성을 제시 할 것이다.