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모함에 연결된 탄성 호스의 거동
Behavior of Flexible Hose Connected to Mother Ship 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.35 no.3, 2011년, pp.235 - 240  

김건우 (부산대학교 기계공학부) ,  이재욱 (부산대학교 기계공학부) ,  김형렬 (국방과학연구소) ,  유완석 (부산대학교 기계공학부) ,  안득만 (부산대학교 기계공학부)

초록
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모함에 연결되어 통신 케이블의 가이드 역할을 하는 탄성 호스는 모함의 운동 조건을 결정하는 중요한 인자이다. 길이가 수 십 미터에 달하는 탄성 호스를 실제 상황에서 실험을 하기에는 어려움이 있으므로 해석을 통해 거동 특성을 분석하고자 한다. 탄성 호스는 곡률 반경에 대한 변형뿐만 아니라 축 방향에 대한 변형도 발생하므로, 축 방향에 대한 변형 구배가 좌표계에서 유도되는 절대 절점 좌표계로 모델링하였으며, 연속체 역학 개념을 도입함으로써 대변형 효과를 표현하도록 하였다. 탄성 호스의 끝 단에 연결된 모함은 강체 모델로 표현하였고, 조향각에 의해 운동이 결정되도록 하였다. 또한, 수중에서 호스가 거동할 때 발생하는 유체 저항력을 고려함으로써 수중에서의 탄성 호스 거동 특성을 분석 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A flexible hose attached to a mother ship experiences various motions that depend on the movement of the mother ship and that of underwater vehicle. Although the motion of the hose is a very important factor that determines how a mother ship should be steered in a real situation, it is difficult to ...

주제어

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  • 이 논문에서는 2 차원에서 운동하는 모함을 고려하였고, 탄성호스는 모함의 바닥에 연결되어 모함의 운동에 의해 거동이 결정된다고 가정하였다. 탄성 호스는 곡률 및 토션에 대한 대변위 및 대변형 현상을 고려하기 위해 절대 절점 좌표계로 부터 운동 방정식을 구성하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
모함에서 수중 운동체 사이 통신을 위한 통신 케이블에 생길 수 있는 문제점은? 모함(mother ship)에 장착된 탄성 호스는 수중 운동체 사이의 통신을 하기 위한 통신 케이블을 보호하는 역할을 한다. 통신 케이블의 경우 매우 작은 직경으로 인해 수중에서 거동 시 불안정 요소가 되므로 간섭에 의해 치명적 손상이 가해질 수 있다. 이러한 손상을 방지하기 위해 Fig.
모함에 장착된 탄성 호스는 어떤 역할을 하는가? 모함(mother ship)에 장착된 탄성 호스는 수중 운동체 사이의 통신을 하기 위한 통신 케이블을 보호하는 역할을 한다. 통신 케이블의 경우 매우 작은 직경으로 인해 수중에서 거동 시 불안정 요소가 되므로 간섭에 의해 치명적 손상이 가해질 수 있다.
모함에 연결된 탄성 호스의 거동 특성을 분석하기 위해 근사적 모델링을 통한 해석을 이용하는 것이 중요한 이유는 무엇인가? 모함에 연결된 탄성 호스는 그 길이가 수 십미터 이르므로, 실제 수중에서 실험을 통해 거동을 분석하는 것이 현실적으로 어렵다. 그러므로 근사적 모델링을 통한 해석으로부터 거동 특성을 분석하고, 호스의 변형 정도를 분석함으로써 모함 및 수중 운동체의 운전 조건을 결정하는 것이 중요하다.
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참고문헌 (12)

  1. Hover, F. S., Grosenbaugh, M. A. and Triantafyllou, M. S., 1994, “Calculation of Dynamic Motions and Tensions in Towed Underwater Cables,” IEEE Journal of Ocean Engineering, Vol. 19, No. 3, pp. 449-457. 

  2. Jordan, M. A. and Bustamante, J. L., 2008, “Guidance of Underwater Vehicles with Cable Tug Perturbations under Fixed and Adaptive Control System,” IEEE Journal of Ocean Engineering, Vol. 33, No. 4, pp. 579-598. 

  3. Omar, M. A. and Shabana, A. A., 2001, Applicaion of the Absolute Nodal Co-ordinate Formulation to Multibody System Dynamics, Journal of Sound and Vibration, Vol. 214, No. 5, pp. 833-851. 

  4. Shabana, A. A., 2008, Computational Continuum Mechanics, Cambridge University Press. 

  5. Berzeri, M. and Shabana, A. A., 2000, “Development of Simple Models for the Elastic Forces in the Absolute Nodal Co-ordinate Formulation,” Journal of Sound and Vibration, Vol. 235, No. 4, pp. 539-565. 

  6. Shabana, A. A. and Yakoub, R. Y., 2001, “Three Dimensional Absolute Nodal Coordinate Formulation for Beam Elements: Theory,” Transactions of the ASME , Vol.123, pp. 606-613. 

  7. Yakoub, R. Y. and Shabana, A. A., 2001, “Three Dimensional Absolute Nodal Coordinate Formulation for Beam Elements: Implementation and Applications,” Transactions of the ASME, Vol. 123, pp. 614-621. 

  8. Van Berlekom, W. B. and Goddard, T. A., 1972, 

  9. Fossen, T. I., 1994, “Guidance and Control of Ocean Vehicles,” John Wiley & Sons Ltd. 

  10. Rhee, K. P., Yoon, H. K., Sung, Y. J., Kim, S. H. and 

  11. Shabana, A. A. and Schwertassek, R., 1997, 

  12. Berzeri, M., Campanelli, M. and Shabana, A.A., 

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