선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 2003) 있었으나 실선과의 상관관계는 실선확장이 늦어지는 관계로 거의 이루어지지 못하고 있다. 본 논문에서는 최근 개발된 물분사 추진기를 탑재한 180톤 선박에 대해 ITTC96 표준방법으로 모형시험 해석결과와 실해역에서 해상시운전결과를 가지고 상호관계를 비교하여 보았다.
- 선속이 증가함에 따라 저항은 선형적으로 증가하는 경향을 보이고 있다. 실험은 여러 가지 흘수와 파랑조건에서 수행하였으나 본 논문에서는 시운전 결과와의 비교에 초점을 맞추어 설계 흘수에서 정수 중에서 시험을 수행한 결과를 보이도록 한다.
제안 방법
- - 각각의 속도에서 ITTC96방법을 기준으로 압력, 힘과 토오크 등을 각각 계측하여 유효마력과 필요동력을 산출하였으며, 모형 값을 토대로 실선의 성능을 추정하였다.MCR 마력 상태의 설계 흘수(Full load)에서 추정된 실선속도는 26.
- 180톤 어업지도선용 물분사 추진기의 자항성능 시험 및 해석을 위한 일련 연구를 수행하였고 이를 해상시운전 결과와 비교 검증하였으며 다음과 같이 결과를 도출하였다.
- ITTC96 모멘텀 방법을 사용하여 성능을 추정할 경우 저항시험이 성능 평가를 위해서 반드시 필요한 것은 아니지만 선형에 대한 기초적인 자료를 제공하고 참고로 활용되기 때문에 본 시험에서는 먼저 속력별 저항을 수행하였다. Fig.
- 자항시험의 결과를 실선으로 확장하기 위해서는 먼저 예인력이 결정되어야 하는데 물 분사 추진기 탑재 선박에서는 모형과 실선에서의 서로 다른 마찰 조건의 영향 때문에 정확한 예인력을 결정하기가 쉽지 않고 일반선박의 경우와 같이 일반적으로 사용하는 방법도 아직 없다. 따라서 본 연구에서는 ITTC78 방법의 #값을 기준으로 결정하여 자항 시험을 해석하였다. 속력은 6개의 모형속력(full load)에서 3.
- 따라서 본 연구에서는 ITTC78 방법의 #값을 기준으로 결정하여 자항 시험을 해석하였다. 속력은 6개의 모형속력(full load)에서 3.11, 3.25, 3.38, 3.52, 3.62, 3.79m/s에서 자항시험을 수행하였으며, 이는 실선의 23, 24, 25, 26, 27, 28knots에 해당된다. 순 추력의 정의는 자항 시 추진력에 의해 이론적으로 극복되어야 할 총 저항이다.
- 2psi, 임펠러 앞 덕트에서는 최대수두 2psi 용량의 압력센서를 사용하였다. 압력계측점은 노즐 출구 4곳에서 차압을 계측하여 평균값으로 유량을 계산하였다. 유량과 제트 유속의 검증은 압력탭을 제트출구 단면에 설치하여 압력을 얻어 이를 이용하여 유속을 결정하여 적분함으로서 덕트면 압력계측에 의한 유량을 검증하였다.
- 압력계측점은 노즐 출구 4곳에서 차압을 계측하여 평균값으로 유량을 계산하였다. 유량과 제트 유속의 검증은 압력탭을 제트출구 단면에 설치하여 압력을 얻어 이를 이용하여 유속을 결정하여 적분함으로서 덕트면 압력계측에 의한 유량을 검증하였다. 압력 Tab은 단면 5에서 4점, 단면 3에서 3점, Fig.
- 설계 회전수 887RPM을 만족시키기 위해서는 푸르드 상사조건에 의하여 모형에서 대략 3372RPM의 고속 회전이 요구된다. 이 조건을 만족시키기 위하여 1kw용량의 서보모터(servo motor)에 증속기어를 연결하여 회전수를 2배로 증폭하는 방법을 사용하였다. 증속기어 이후에 2 N-m 용량의 토오크 미터(torquemeter)를 장착하여 토오크를 계측하고 임펠러로 들어가는 축에서 실제로 입력되는 회전수는 Ono Sokki사의 HT-441 모델 디지털 타코미터(tachometer)를 사용하여 직접 계측하였다.
- 자항시험에서는 젯을 통해 유출되는 유량을 정의하기 위하여 노즐 입출구에서의 압력을 계측하고 동시에 저항과 토오크를 함께 계측하였다. 시험의 결과 및 분석은 Full weight에 대해 Table 5에 보여주고 있다.
- 7에서는 압력센서가 설치된 상태를 보여주고 있다. 저항의 계측은 200N 용량의 저항동력계로 계측하였다.
대상 데이터
- 유량과 제트 유속의 검증은 압력탭을 제트출구 단면에 설치하여 압력을 얻어 이를 이용하여 유속을 결정하여 적분함으로서 덕트면 압력계측에 의한 유량을 검증하였다. 압력 Tab은 단면 5에서 4점, 단면 3에서 3점, Fig. 5에 보인 바와 같이 덕트 램프를 따라서 15지점, 총15지점에 설치하였다. 노즐부 단면 5와 7에서의 4곳 차압의 평균값은 유량을 계산하기 위해 사용된다.
- 모형의 제원은 수조의 제원과 기존 시험 장비를 활용할 수 있는 범위에서 결정하였다. 축적비 1/14.46로 FRP와 목재를 사용하여 모형을 제작하였다. 펌프 또한 1/14.
이론/모형
- 증속기어 이후에 2 N-m 용량의 토오크 미터(torquemeter)를 장착하여 토오크를 계측하고 임펠러로 들어가는 축에서 실제로 입력되는 회전수는 Ono Sokki사의 HT-441 모델 디지털 타코미터(tachometer)를 사용하여 직접 계측하였다.
- 이 두 값으로부터 추력감소계수를 구할 수 있다. 압력계측치의 신뢰성을 위해서 Bollard Test를 시행하였다. 이 시험에서 운동량이론에 의해 구한 총 추력은 저항동력계로 계측한 저항 값, 즉 순 추력과 이론적으로 같아야 한다.
성능/효과
- - ITTC96방법에서 중요한 압력 계측에 대한 검증으로써 Bollard상태에서 실험을 수행하여 저항 계측값(Gross thrust)과 압력에 의한 모멘텀 값(Net thrust)을 비교하였으며, 5% 이내로 일치함을 보였다.
- - 각각의 속도에서 ITTC96방법을 기준으로 압력, 힘과 토오크 등을 각각 계측하여 유효마력과 필요동력을 산출하였으며, 모형 값을 토대로 실선의 성능을 추정하였다.MCR 마력 상태의 설계 흘수(Full load)에서 추정된 실선속도는 26.6knots, 제동마력(BHP) 6331ps(전달효율 0.97추정)로 나타났고, 실제 실선 해상시운전 결과도 26.6knots, 제동마력(BHP) 6300ps로 나타나, 제동마력(BHP)대비 0.5%차이로 거의 같은 결과를 얻음으로써 이로써 ITTC96방법과 본 실험에 대한 신뢰도를 검증했다고 생각한다. 본 연구에서 사용한 전달 효율인 97%는 실선에서의 토오크 계측이 수행되지 못하여 추정된 예측치이며 앞으로 보다 많은 유사선의 자료 및 실선 계측을 통하여 보완되어져야 할 것이다.
- 해상시운전에서 측정하는 항목은 전후 진행방향(180 DEG), 조류방향, 속력(knots), 주기회전수(rpm), 주기마력(BHP) 등을 측정하여 계약선속 이상이면 선박의 수락여부를 확인하는 것이 일반적인 방법이다. 그리고 고가의 고속선의 경우는 추가적으로 축토오크를 측정 계측하지만 저가의 경우 토오크 설비가 없어 측정은 불가한 상태이며 본 선의 경우도 토오크 설비가 없어 설계 선속에서 주기회전수에 따른 주기마력(제동마력, BHP)으로만 확인하였다.
- 해상시운전 결과 제동마력(BHP) 6300에서 26.6 knots로 0.5% 차이로 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있어 물분사 추진기 모형시험 방법인 ITTC96방법이 신뢰성을 검증할 수 있었다. 앞으로 실선의 회전수 및 토오크를 정확히 계측할 수 있으면 보다 정도 높은 실선-모형선 상관관계가 정립될 수 있으리라 생각된다.
- 증속기어 이후에 2 N-m 용량의 토오크 미터(torquemeter)를 장착하여 토오크를 계측하고 임펠러로 들어가는 축에서 실제로 입력되는 회전수는 Ono Sokki사의 HT-441 모델 디지털 타코미터(tachometer)를 사용하여 직접 계측하였다. 확인 결과, 모터로 입력된 회전수와 임펠러에 입력되는 회전수는 5RPM 이내에서 일치하였다. Fig.
후속연구
- - 본 연구가 모형-실선 상관관계에 관한 연구에 기여할 수 있으리라 생각되며 좀 더 정확한 실선 성능 추정을 위해 앞으로 보다 많은 연구와 실선의 데이터가 있어야 하리라 생각된다.
- 5%차이로 거의 같은 결과를 얻음으로써 이로써 ITTC96방법과 본 실험에 대한 신뢰도를 검증했다고 생각한다. 본 연구에서 사용한 전달 효율인 97%는 실선에서의 토오크 계측이 수행되지 못하여 추정된 예측치이며 앞으로 보다 많은 유사선의 자료 및 실선 계측을 통하여 보완되어져야 할 것이다.
- 5% 차이로 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있어 물분사 추진기 모형시험 방법인 ITTC96방법이 신뢰성을 검증할 수 있었다. 앞으로 실선의 회전수 및 토오크를 정확히 계측할 수 있으면 보다 정도 높은 실선-모형선 상관관계가 정립될 수 있으리라 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.