• 대한조선학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.28-33
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• 2004

Generally Horn-type rudders have been used for single propeller and single rudder system. The reason is that the rudder torques of Horn-type rudder are smaller than those of Spade rudder with same lift force. But it is found that the rudder cavitation occurs on a Horn-type rudder of fast container ship. In this paper the comparison results of Horn-type and Spade rudders are described. HPMM tests are carried out to compare the effects of two rudder types on the maneuverability of a ship. It is shown that the maneuvering performance of a ship equipped with Horn-type rudder is better than that equipped with Spade rudder by comparing the test results and maneuvering coefficients at scantling condition. The reason is that the movable part area of Horn-type rudder is about 14％ larger than that of Spade rudder with same total area. And the rudder torque of Spade rudder is greater than that of Horn rudder. At ballast condition, however, the effect of rudder type is negligible.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권2호
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• pp.71-82
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• 2012

In recent practices, a half circular prismatic bar protruding beyond the concave surface of the horn facing the gap has been formed along the centerplane of a rudder to lessen the gap flow between the horn and the movable portion of the rudder system. If a flow through the gap of a rudder is reduced considerably through this approach, previous numerical studies indicate that not only the gap flow but also the rudder cavitation can be noticeably diminished. In the present study, numerical simulations on two-dimensional rudder sections were performed to show that the blocking ability of the single centre bar can be improved by the proper choice of sectional shape. Moreover, a pair of blocking bars attached symmetric to the centerplane on the opposite convex surface of the movable portion is suggested in the study as well, to circumvent the difficulties arising from the practical application of the single centre bars. The bars are placed near the outer edges of the gap easily accessible at the maximum rudder angle to allow simple installation of the device during a maintenance period of a ship. It is found that the pair of blocking bars further improves the blocking effects and application to a practical three-dimensional rudder also backs up the fact.

• 한국항해학회지
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• 제21권1호
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• pp.103-108
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• 1997

Mathematical model of maneuvering motion for a single-screw single-rudder ship is established and several applications to the special situations of maneuvering are attempted. While, the mathematical model for twin-screw twin-rudder ship is not presented so much, because that type of ship is not popular. Lee et al. have examined the characteristics of such ship by captive model tests in 1988, in Japan. This paper proposes new mathematical models for propeller effective wake (1 -${\omega}_p$) and effective neutral rudder angle ${delta}_R$ in the case of twin-screw twin-rudder ship. And some maneuvering motionse are calculated with proposed models and compared with exact simulations.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1996년도 The Korean Institute of Navigation 1996년도 한·중 국제학술 심포지움 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.81-88
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• 1996

Mathematical model of maneuvering motion for a single-screw single-rudder ship is established and several applications to the special situations of maneuvering are attempted. While the mathematical model for twin-screw twin-rudder ship is not studied presented so much because that type of ship is not popular. Lee et al. have examined the characteristics of such ship by captive model tests in 1988 in Japan. This paper proposes new mathematical models for propeller effective wake (1-wp) and effective neutral rudder angle $\delta$R in the case of twin-screw twin-rudder ship. And some maneuvering motions are calculated with proposed models and compared with exact simulations.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.161-169
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• 2017

Recently, ship owners have been requiring the assessment of the maneuverability of twin-screw ships under mechanical failures. Because this kind of assessment has not yet been conducted, it is necessary to study the types of machinery failures that can significantly affect the maneuverability of a ship, and to construct a procedure to simulate the maneuvering behavior under such failures. In this paper, the sole focus is the steering system failure from among the variety of failure types, and the maneuvering behavior of the ship under the single rudder failure is simulated for an investigation of the unique characteristics. First, the mathematical model for the twin-screw container ship is verified by comparing the simulated results for the $35^{\circ}$ turning test, $10^{\circ}/10^{\circ}$ zigzag test, and $20^{\circ}/20^{\circ}$ zigzag test under the normal operating condition with those obtained from free running model tests. After the IMO maneuvering tests are additionally simulated under the single rudder failure, the results are reviewed to investigate the maneuvering characteristics that are due to the failure. Further, the $35^{\circ}/35^{\circ}$ zigzag test and the $35^{\circ}$ turning test are simulated to additionally investigate the effects of the single rudder failure on the steering and turning abilities.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.60-65
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• 1996

1축 1타선에 대한 조종운동 수학모델은 통상적인 경우 이미 확립되어 널리 사용되고 있다. 또한 저속이나 천수역에서의 조종운동계산에도 응용되고, 새로운 국면의 조종운동 해석에도 기존의 조종수학 모델이 근간이 되고 있다. 한편 2축 2타선과 같은 특수선형에 대해서는 Lee 등에 의한 상세한 구속모형시험 결과로 그 특성이 알려지게 되었고, 1축 1타를 기본으로 하는 기존 수학모델에 약간의 수정을 가함으로서 충분이 조종운동을 추정할 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 2축 2타선에 대한 Propeller Effective Wake($1-w_p$)와 유효중립타각 (Effective Neutral Rudder Angle) ${\delta}_R$에 대한 추정모델을 제안하고, Hull의 유체력에 관해서도 Inoue의 추정식을 사용하여, 초기설계단계에서 선박의 주요치수, Propeller 및 타 제원만으로서 개략적인 2축 2타선의 조종운동 계산을 가능하도록 하였다. 이 추정법에 의한 조종운동 계산결과를 엄밀한 구속모형 시험 Data에 의한 계산과 비교하여, 본 논문에서 제안된 추정법의 유용성을 검증하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권2호
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• pp.104-111
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• 2010

The complete avoidance of cavitation, as a result of gap flow between the fixed and movable portion of a horn type rudder system, is difficult. To reduce gap flow, it is a common practice to attach a half round prismatic bar that protrudes beyond the concave surface of the horn facing the gap and laid along the centerplane of the rudder. However the employment of such a device does not always yield satisfactory results. Previously, the authors have shown that a pair of blocking bars, attached on the convex surface of the movable portion, better enhance the blocking ability of gap flow to that of a single centre bar installed on the concave surface. This also circumvents difficulties that might occur in practical applications. In the present study, a series of numerical computations show that flow injected into the gap of a rudder may also block the flow within, without employment of any physical devices, such as a half circular bar. This study also shows that the combination of flow injection and blocking bars may result in the synergic augmentation of blocking efficiency of gap flow, as demonstrated in computations for a three dimensional rudder system.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.200-207
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• 2017

선박에서 제어판을 가지는 목적은 선박의 운동을 제어하는데 있다. 제어판은 단동타의 형태일수도 있고 고정된 부분과 이동하는 부분의 조합에 의해 구성될 수도 있다. 이러한 제어판은 그 고유의 목적에 맞도록 역할을 수행하는 기능을 가지며, 유체와 상대적인 운동과 원초적인 기능에 의해 조정력을 증가시키는 것이다. 이러한 힘과 모멘트는 영각의 변화와 회전에 의해서 생성되고 선박의 조종성능을 결정한다. 본 논문에서는 플랩러더와 물분사러더의 2차원 유동특성을 회류수조에서 PIV기법을 이용하여 각각 계측하였다. 모델시험은 플랩러더와 물분사러더를 NACA0012의 영각과 플랩각을 변화시키면서 수행하였다. 2프레임 입자추적기법은 유동장에서 속도분포를 득하는데 이용되었다. 전체실험에서 레이놀즈수 $Re{\fallingdotseq}3.0{\times}10^4$를 적용하였으며 상호비교를 통해 계측된 결과값을 비교평가하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.383-384
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• 2010

선박의 제어판은 전진 또는 후진시 조종성능을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 단동타의 성능평가를 위하여 $Re=2.0\times10^4$ 에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 모텔 주위의 속도장을 계측하였다. 특히 전진시 영각 10도와 20도 사이에서 발생하는 박리영역을 후진시에 나타나는 영향을 평가하였다. 단동타의 형상은 NACA0018을 사용하여 자유유동이 역 방향으로 위치하여 후진시의 효과를 알아본 결과 박리 영역은 전방과 비슷한 영각에서 발생함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.277-282
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• 2006

선박에서 제어판를 가지는 주요목적은 선박의 운동을 제어하는 것이다. 제어판은 단동타나 고종판에 이동할 수 있는 부분을 혼합하여 사용되는 것으로 구성되어있다. 제어판은 이런 목적에 맞게 수행될 수 있는 고유의 기능을 가지고, 이는 유체와 관련된 방향과 운동의 결과로 제어력을 증가시키는 것이다. 힘과 운동은 회전과 영각의 결과로서 발생하고, 선박의 조종특성을 결정한다. 본 연구에서는 플랩타의 2차원 단면에 대한 연구를 수행하였다. 플랩타의 유통특성을 파악하기 위하여 각각의 영각과 플랩각을 변화시켜가며 모형실험을 수행하였으며, 유통장내의 속도분포를 얻기 위하여 PIV계측기법 중 동일입자 추적법의 하나인 2프레림 입자추적법을 사용하였다. 모델실험은 $Re=2.8\times10^4$에서 수행하였으며, 계측된 결과들을 서로 비교하였다.