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문제 정의
- 본 논문에서는 킬의 형상에 따른 유체력과 유동 특성을 연구하기 위하여 선체에 킬이 부착되어 있는 경우와 선체만 있는 경우의 횡 경사-사항시험을통해 얻어진 횡방향 힘의 차이와 킬 단독 시험을 통한 킬 만의 횡방향의 힘를 비교하였고, 그 결과 요트 선체와 킬의 상호작용은 무시할 만 한 것으로 파악되었다. 따라서 킬 만을 따로 분리하여 핀 킬과 벌브 킬, 윙렛 킬의 3가지 형상을 채택하여 모형시험을 실시하였다.
- 본 연구에서는 심상목 (2005)이 사용했던 요트모형을 대상으로 하여 킬이 부착된 경우와 부착되지 않은 경우의 횡경사 사항시험을 실시하여 킬의영향을 살펴보았다. 또한 킬 단독실험을 수행하여킬이 항주상태에 따라 선체에 얼마나 영향을 미치는지를 조사하였고, 직립상태에서의 횡경사-사항시험과 킬 단독 실험의 횡방향의 힘을 비교하여킬과 선체간의 상관관계를 알아보았다, 이를 통해선체와 킬 간의 상호작용이 그리 크지 않음을 알수 있었기 때문에, 이후로는 킬 만을 단독으로 형상을 변화시키면서 유체력 및 유동장을 비교하여요트 킬의 유체공학적 특성을 조사 분석하였다.
- 또한 벌브 킬과 윙렛킬을 비교할 때 사항각 20° 이하일 때는 윙렛 킬의 경우가 벌브 킬보다 Cs가 다소 컸으나 20° 이상에서는 오히려 핀 킬보다 작게 계측되었다. 이는 윙렛 킬이 상대적으로 먼저 실속현상이 일어난 것이 아닌가 생각되나 이에 대한 자세한 조사가 이루어지지 돗한 관계로 정확한 원인은 차후 과제로 미루고자 한다.
가설 설정
- Fig.1의 기존 모형선에 부착된 (a) 핀 킬(Fin Keel)을 기본형으로 하고, (b) 벌브 킬 (Bulb Ke이)은 1988년 아메리카스 컵에 출전한 '뉴질랜드'에 부착된 킬 형상을 참고하여 핀 킬 기본형에 부착한 경우이며, (c) 윙렛 킬(Winglet Keel)은 1983년 아메리카스 컵에 출전한 Australia II를 참고하여 부착한 것이다. 윙렛과 벌브는 모두목재로 제작하였으며, 자세한 사양은 한국해양대학교 해양시스템공학부 선박유체역학연구실 홈페이지(ocean-dos.
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