백광준 연구실
인하대학교 조선해양공학과
백광준 교수
전산유체역학 CFD
선박 저항·운동 해석
추진기 성능해석
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백광준 연구실
인하대학교 조선해양공학과 백광준 교수
백광준 연구실은 조선해양공학 기반 전산유체역학(CFD)과 추진시스템 해석을 수행합니다. 파랑 조건에서 선체운동과 부가저항을 예측하고, 예인수조에 준하는 검증을 통해 저항·출력 추정의 신뢰도를 확보합니다. 또한 virtual disk 계열 모델과 자유수면 간섭 보정, URANS 기반 추진기 성능 비교로 자항 시뮬레이션을 고도화합니다. 더불어 PID 튜닝 절차와 전류 고조파 주입을 활용한 진동 저감 접근을 포함하여 추진기-제어-진동의 연계 해석을 수행하며, AI 기반 어선 안전 설계 데이터플랫폼 및 자율운항 의사결정 기능 관련 과제도 병행합니다.
전산유체역학 CFD선박 저항·운동 해석추진기 성능해석자항 시뮬레이션코안다 효과 추진기
대표 연구 분야
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전산추진기 성능 및 제어 기반 추진시스템 설계 연구
Propulsion system design based on propulsor performance prediction and control
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파랑·운항조건에서 선체운동과 부가저항을 예측하는 해석기술 연구
Numerical prediction techniques for ship motions and added resistance under waves and operating cond
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AI 기반 해상 안전·자율운항을 위한 데이터플랫폼 및 의사결정 기능 연구
AI-driven data platform and decision functions for maritime safety and autonomous navigation
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 1
·
2025A Numerical Study for the Self-Propulsion Performance of a Propulsion System Using the Coanda Effect
Jun-Hee Lee, Kwang-Jun Paik, Dohan Oh
IF 3.2 (2025)
Journal of Marine Science and Engineering
본 연구는 Coanda 효과를 이용하여 선박 프로펠러의 성능을 수치적으로 평가하였다. 시뮬레이션은 6.5K DWT 탱커를 기반으로 한 모델을 적용하였으며, 원래 프로펠러, 일반 프로펠러, Coanda 프로펠러의 세 가지 프로펠러 유형에 대해 자항 시험을 수행하였다. 수치 시뮬레이션은 SST k–ω 난류 모델을 포함한 비정상 레이놀즈 평균 나비에–스토크스(URANS) 방정식을 사용하였다. Coanda 효과에 의해 추가로 생성되는 추력이 선체 저항 및 자항 계수에 미치는 영향을 분석하였다. 주요 결과는 Coanda 기반 프로펠러가 낮은 회전수에서도 추가 양력을 생성함으로써 효율적인 추진 성능을 달성한다는 점을 보여주었다. 자항 분석 결과, Coanda 프로펠러는 원래 프로펠러에 비해 전달 동력을 약 7.8% 적게 필요로 하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 Coanda 효과를 활용한 추진 시스템이 기존 기술에 비해 우수한 효율과 경제적 이점을 제공함을 시사한다. 본 연구는 Coanda 프로펠러의 실현 가능성을 평가하기 위한 중요한 기초 데이터를 제공하며, 추후 전수 규모의 선박 시뮬레이션을 통해 추가 검증을 계획하고 있다.
https://doi.org/10.3390/jmse13030437
Propulsion
Aerospace engineering
Marine engineering
Marine propulsion
Engineering
Environmental science
Physics
Automotive engineering
2
Article
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인용수 2
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2025A numerical study on estimation of ship performance under actual sea conditions considering added resistance and power of various wave conditions
Soon-Hyun Lee, Kwang-Jun Paik, M. S. Kim, Seunghyun Hwang
IF 6.3 (2025)
Ocean Engineering
https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.122340
Marine engineering
Estimation
Resistance (ecology)
Power (physics)
Wave power
Environmental science
Engineering
Physics
Ecology
Biology
3
Article
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인용수 1
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2024A suggestion for space harmonic injection into motor current to reduce propeller vibration
Yeojin Hyun, Kwang-Jun Paik, So-Young Sung, J.S. Park, Soon-Hyun Lee, Jinyeong Park
IF 3.9 (2024)
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
프로펠러는 불균일한 와류(wake) 장에서 회전할 때 추력과 토크가 변동한다. 프로펠러는 프로펠러에서 발생하는 진동과 소음의 대부분을 유발하며, 축과 베어링에 대한 기계적 손상을 초래할 수 있다. 최근 전기추진(electric propulsion) 선박에 대한 수요가 증가하고 있다. 해양 프로펠러에서 토크와 속도 변동이 발생하면, 추진 모터의 전류 및 전압에서 조화(harmonic) 성분이 나타나 손실 증가, 장치 성능 저하, 토크 맥동(torque pulsations)을 유발한다. 본 연구에서는 프로펠러의 변동하는 부하 토크로 인해 발생하는 모터 및 기계적 진동의 영향을 줄이기 위한 조화 주입(harmonic injection) 방법을 제안한다. 고조화 성분을 모터 전류에 적용하여, 부하 토크의 변동과 같은 크기를 가지면서 위상이 다른 모터 토크를 생성한다. 본 연구에서는 목표 선박인 중형 유조선(medium range tanker)의 토크를 얻기 위해 전산유체역학(computational fluid dynamics) 시뮬레이션을 수행하였고, 모터 시뮬레이션을 모델링하기 위해 MATLAB Simulink를 사용하였다. 그 결과 조화 주입 방법은 모터의 기계적 토크 변동을 87%까지 감소시킬 수 있음이 확인되었다.
https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2024.100618
Propeller
Vibration
Harmonic
Current (fluid)
Space (punctuation)
Engineering
Automotive engineering
Structural engineering
Acoustics
Electrical engineering
최신 정부 과제
15
과제 전체보기
1
2025년 6월-2028년 12월
|3,488,973,000원중대형 전기추진 선박용 상반회전추진기 설계기술 개발
□ 중대형 전기추진 선박용 상반회전 추진기 설계 및 최적 운영기술 개발
상반회전 프로펠러
비설계 최적화
유체역학 모사 기법
상반회전 프로펠러 계열화 연구
운항환경 반영 추진기 설계
2
2022년 6월-2025년 2월
|173,141,000원코안다 효과를 이용한 신개념 선박용 추진기 설계기법 개발 연구
본 연구는 전통적 선박용 스크류 추진기의 설계 개념에서 벗어나 제트분사를 이용한 고효율 선박용 추진기의 설계 개념 및 설계 기법을 개발한다. 또한 모형 시험을 통해 코안다 효과를 이용한 추진기의 단독 성능을 검증한 후 모형선에 적용하여 추진효율과 캐비테이션 성능을 CFD 해석을 통해 확인해 봄으로써 새로운 선박용 추진기 설계 기법 및 새로운 추진 장치에 대...
선박용 추진기
고효율
신개념
코안다 효과
모형시험
전산유체역학
3
협동|
2022년 4월-2026년 12월
|477,000,000원AI기반 어선안전 설계 데이터플랫폼 개발 및 실증
① (연안어선 표준모듈개발) 어선의 주요설비인 선체(선형), 상부구조물, 추진시스템, 어업시스템 등에 대한 표준모듈* 개발
* 추진시스템, 어업시스템 등의 장비 운전상태를 어선 내에서 모니터링하고, 정상/이상 작동 데이터의 규격화 내용을 포함하되, 장비의 자동제어 및 조난신호 기술과 연계될 수 있도록 개발
② AI기반 어선 설계시스템/데이터 플랫폼 개발
- (AI기반 어선 설계시스템 개발)어업인 요구에 맞춘 다양한 형태의 안전한 고효율 어선을 AI기술을 통해 개발된 모듈을 조합하여 설계 할 수 있는 시스템* 개발
* 어업인 요구 따라 모듈을 선택·조합하고 어선의 각종 성능에 대한 안전성 및 효율성 기준 만족여부를 확인하여 인공지능을 통해 자동으로 설계할 수 있도록 하는 시스템
- (개방형 어선 설계데이터 플랫폼 개발) 어선설계 산업현장에 보급을 위해 사용자가 쉽게 어선 설계시스템에 접근할 수 있고 관리자가 편하게 데이터를 활용할 수 있도록 개방형 어선설계 데이터 플랫폼* 개발 및 구축
* 설계 정보를 빅데이터화 하여 플랫폼상에서 새로운 모델 및 안전기준 개발 등에 활용
③ (플랫폼 및 시제선 실증) 설계시스템을 활용하여 시제선 건조, 기존선 개량 및 기존 어선의 성능을 비교하고, 설계 데이터플랫폼 활용에 대한 검증을 위해 리빙랩 운영
어선
표준모듈
인공지능
설계시스템
플랫폼
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선박의 방향타 장치
상태
등록출원연도
2021출원번호
1020210005943선박용 프로펠러 시스템
상태
등록출원연도
2020출원번호
1020200153319선박용 추진 시스템
상태
등록출원연도
2018출원번호
1020180078274