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부선의 파랑중 저항 증가에 관한 연구
Study on the Added Resistance of Barge in Waves 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.34 no.10 = no.156, 2010년, pp.741 - 746  

안병길 (군산대학교 대학원) ,  이상민 (군산대학교 해양생산학과)

초록
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선박이 파랑중을 항행할 경우에는 정수중에 비하여 저항이 증가하기 때문에 예부선의 안정성 확보를 위해 예선의 예인마력과 예인삭의 절단하중 등을 산정할 때에 부선의 정수중 저항값 및 파랑중 저항값을 정확히 추정해야 안전한 예항업무를 이행할 수 있다. 현재 정부에서 제안하고 있는 방법에 의하면 부선의 전저항 산정시 마찰저항, 조파저항, 공기저항은 선체의 형상 및 예선의 속력 등을 고려하여 산정하지만 부가저항유의파고에 따라 일률적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 파랑중 부가저항 추정을 위해 수치계산을 실시하여 wigley 선형에 대한 기존의 실험 데이터와 상호 비교함으로서 본 계산법의 유효성을 검증하고, 검증된 수치계산법을 토대로 실무에서 많이 사용되고 있는 두개의 부선 모델을 대상으로 계산을 실행한 결과 부선의 부가저항은 파도와의 만남각에 따라 약 0.3∼1.1톤, 예인속력에 따라 약 0.4∼1.2톤, 선수형상에 따라 약 0.5∼1.1톤으로 차이가 발생함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is necessary to estimate more accurately the resistance of barge in still water and waves to compute the break load of towline and towing power for safety towing performance. The method proposed by government has calculated the total resistance of barge which is composed of frictional resistance,...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • Wigley 선형에 대한 기존의 실험 데이터와 상호 비교함으로서 본 계산법의 유효성을 검증하고, 검증된 수치계산법을 토대로 서로 다른 형태의 부선에 작용하는 파랑중 저항 증가에 대한 특성을 조사ㆍ분석하였다.
  • 그러나 실제 해상에서는 예선의 속력, 파도와의 만남각 및 부선의 형상에 따라 부가저항 값이 다르게 분포되어진다. 따라서 본 연구에서는 다음과 같이 일반 실무에서 많이 사용되고 있는 대표적인 두가지 형태의 부선을 대상으로 수치계산을 실행하여 각각의 부가저항의 특성에 대하여 비교ㆍ검토를 이행하였다.
  • 본 연구에서는 선수형상이 다른 두 개의 부선 모델을 대상으로 수치계산을 실행하여 heave, pitch 및 부가저항을 예인속력 및 파도와의 만남각에 따라 상호 비교한 결과 다음과 같은 내용을 파악할 수 있었다.
  • 본 연구에서는 실무에서 많이 사용되고 있는 선수형상이 다른 두개의 부선 모델을 대상으로 하여 선속 및 파도와의 만남 각별 heave, pitch 및 부가저항의 수치계산을 실시하여 상호 비교하였다. Wigley 선형에 대한 기존의 실험 데이터와 상호 비교함으로서 본 계산법의 유효성을 검증하고, 검증된 수치계산법을 토대로 서로 다른 형태의 부선에 작용하는 파랑중 저항 증가에 대한 특성을 조사ㆍ분석하였다.

이론/모형

  • 실험값은 栢木의 실험값을 이용하였으며(柏木 등, 2000), 수치계산은 본 연구에서 사용한 NSM을 사용하였다. NSM을 이용해 운동계산을 하고, 그 결과를 토대로 선체운동에 기인하는 부가저항과 반사파에 기인하는 부가저항, 즉 파랑중 부가 저항의 계산은 Maruo식을 사용하였다.
  • 본 연구에서는 선체운동계산을 위해 스트립법인 NSM(New Strip Method)을 이용하여 heave와 pitch의 연성운동방정식을 해결하였다. 그리고 저항증가는 Maruo의 이론에 따라 3차원 Kochin 함수를 이용하여 계산하였으며 계산식은 다음과 같다 (柏木 등, 2000).
  • 본 연구에서는 선체운동계산을 위해 스트립법인 NSM(New Strip Method)을 이용하여 heave와 pitch의 연성운동방정식을 해결하였다. 그리고 저항증가는 Maruo의 이론에 따라 3차원 Kochin 함수를 이용하여 계산하였으며 계산식은 다음과 같다 (柏木 등, 2000).
  • 실험값은 栢木의 실험값을 이용하였으며(柏木 등, 2000), 수치계산은 본 연구에서 사용한 NSM을 사용하였다. NSM을 이용해 운동계산을 하고, 그 결과를 토대로 선체운동에 기인하는 부가저항과 반사파에 기인하는 부가저항, 즉 파랑중 부가 저항의 계산은 Maruo식을 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
실해역에서 예선이 부선과 함께 항행할 경우 어떠한 위험이 있는가? 실해역에서 예선이 부선과 함께 항행할 경우 정수중에 비하여 저항이 증가하여 예인삭 절단 및 예선의 조종성능의 제한 등으로 인한 해양사고의 위험에 노출되어 있다. 예부선의 안전성 확보를 위한 예선의 예인마력과 예인삭의 절단하중 등을 산정 할 때 부선의 정수중 저항값 뿐만 아니라 파랑중에서의 부가저항 값을 추정하여 실제 해상에서 활용할 수 있는 사전 연구가 필요하다.
부선에 미치는 전저항은 무엇으로 구성되는가? 피예인선인 부선에 미치는 전저항은 아래의 식과 같이 마찰 저항, 조파저항, 공기저항, 부가저항으로 구성된다(국토해양부, 2010). 마찰저항, 조파저항, 공기저항은 정수중에서의 저항값에 해당되며, 여기에 파랑이 있는 실해역에서의 부가저항이 고려되고 있다.
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참고문헌 (6)

  1. 국토해양부 (2010), 선박안전법 시행규칙 제 81조. 

  2. 이상민, 정우철, 김현수(2010), “정수중 부선 주위의 유동 특성에 관한 연구”, 한국항해항만학회지, 제34권 제16호, pp. 417-422. 

  3. 한국선급(2008), 대형 예부선의 안전관리 강화 방안. 

  4. 홍도천, 홍사영, 김은찬(2001), “Maruo 공식에 의한 부가저항 계산에 대한 소고”, 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집, pp. 202-207. 

  5. 柏木 正, 川添一將, 稻田 勝(2000), “波浪中船體動搖および抵抗增加の計算に關する一考察”, 關西造船協會誌, 第234?, pp. 85-94. 

  6. 高木 建(1991), “波浪中におけゐ抵抗增加, 定常橫力及び定常回頭モ一メソトの近似計算法”, 關西造船協會誌, 第216?, pp. 121-128. 

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