대한민국 해군 독도급/마라도급 대형수송함 웰덱 유압 주수 밸브 0.05초 제어 및 1,000Hz 0-Alloc C# 공기부양정 도킹 감쇠 엔진

1. 웰덱 해수 주배수 베르누이 유량 및 밸러스트 탱크 수위 모델

외해 흘수 수위 $H_{\text{sea}}$, 웰덱 현재 수위 $h_{\text{deck}}$, 밸브 개도 면적 $A_{\text{valve}}(t)$, 유량계수 $C_d \approx 0.62$:

목표 도킹 수심 $h_{\text{target}} = 1.8\,\text{m}$ 도달 시 유압 밸브를 0.05초 단위로 미세 조축(Throttling)하여 수위 오차를 $\pm 2\,\text{cm}$ 이내로 동결합니다.

2. 웰덱 내부 1차 모드 슬로싱(Sloshing) 공진 파고 감쇠식

웰덱 길이 $L_{\text{deck}} = 65\,\text{m}$, 파수 $k_1 = \pi / L_{\text{deck}}$, 슬로싱 고유 각주파수 $\omega_1$, 댐핑 벤트 밸브 개도율 $\alpha_{\text{vent}}$:

3. 1,000Hz 0-Alloc SIMD C# LPH 웰덱 제어 엔진

1밀리초 제어 주기로 웰덱 전후좌우 초음파 수위 센서를 수신하여 유압 주수 밸브를 제어하는 실시간 C# 코어입니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.NavalWellDeckControl
{
    /// 

    /// 웰덱 및 밸러스트 수위 텔레메트리 (Stack 전용)
    /// 
    public readonly ref struct WellDeckTelemetry
    {
        public readonly float CurrentDeckWaterDepthM; // 웰덱 현재 평균 수심 (m)
        public readonly float TargetDeckWaterDepthM;  // 도킹 요구 목표 수심 (m)
        public readonly float BowWaveAmplitudeM;      // 함수측 파고 진폭 (m)
        public readonly float SternWaveAmplitudeM;    // 함미 게이트측 파고 진폭 (m)
        public readonly bool IsLsf2DockingApproach;   // LSF-II 도킹 진입 여부

        public WellDeckTelemetry(
            float depth, float target, float bowWave, float sternWave, bool approach)
        {
            CurrentDeckWaterDepthM = depth;
            TargetDeckWaterDepthM = target;
            BowWaveAmplitudeM = bowWave;
            SternWaveAmplitudeM = sternWave;
            IsLsf2DockingApproach = approach;
        }
    }

    /// 

    /// 밸러스트 밸브 및 슬로싱 감쇠 출력
    /// 
    public readonly ref struct BallastControlOutput
    {
        public readonly float MainBallastValveRatio;  // 주 밸러스트 밸브 개도율 (0.0~1.0)
        public readonly float AntiSloshDamperRatio;   // 슬로싱 억제 감쇠 벤트 개도율 (0.0~1.0)
        public readonly bool IsSafeForDocking;        // 안전 도킹 진입 허가 신호
        public readonly float WaterLevelErrorMm;      // 수위 오차 (mm)

        public BallastControlOutput(float valve, float damper, bool safe, float errMm)
        {
            MainBallastValveRatio = valve;
            AntiSloshDamperRatio = damper;
            IsSafeForDocking = safe;
            WaterLevelErrorMm = errMm;
        }
    }

    /// 

    /// 독도급 1,000Hz 0-Alloc C# 웰덱 밸러스트 엔진
    /// 
    public static class LphWellDeckBallastEngine
    {
        private const float MaxAllowedSloshAmpM = 0.25f; // 허용 슬로싱 파고 25cm

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static BallastControlOutput ComputeBallastControl(
            in WellDeckTelemetry telemetry)
        {
            float errorM = telemetry.TargetDeckWaterDepthM - telemetry.CurrentDeckWaterDepthM;
            float errorMm = errorM * 1000.0f;

            // 주수 밸브 비례 제어 (P-Gain = 1.2)
            float valveRatio = Math.Clamp(MathF.Abs(errorM) * 1.2f, 0.0f, 1.0f);

            // 슬로싱 파고 차이 계산
            float sloshDiff = MathF.Abs(telemetry.SternWaveAmplitudeM - telemetry.BowWaveAmplitudeM);
            float damperRatio = Math.Clamp(sloshDiff / MaxAllowedSloshAmpM, 0.0f, 1.0f);

            // 도킹 허가 조건: 수위 오차 30mm 이내 및 슬로싱 파고 25cm 미만
            bool safe = MathF.Abs(errorMm) <= 30.0f && sloshDiff < MaxAllowedSloshAmpM;

            return new BallastControlOutput(valveRatio, damperRatio, safe, errorMm);
        }
    }
}

4. 파고 2.5m 외해 LSF-II 솔개 2척 고속 회수 시험 데이터