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제안 방법
- 후)출구유량(outflow) 조건을">출구유량(outflow)조건을 적용하였다. 그리고 계산의 효율성을 고려하여 표준 벽함수를 적용하였다.
- 대상선은 13,100 TEU급 컨테이너선으로 전가동타와 비대칭타를 부착하여 유체동역학적 특성과 추진요소를 포함한 속도성능을 비교하였다. 대상선, 대상 프로펠러와 본 연구에서는 전가동타와 비대칭타의 단독성능, 선체 반류와 프로펠러 후류에 기인한 타의 유체동 역학적 특성, 추진 및 속도성능을 수치해석 결과를 이용하여 추정하였으며 모형시험 결과와 비교 검증하였다. 2장에서는 수치해석 방법에 대한 간단한 설명을 하였다.
- 본 연구에서는 효율성을 고려하여 모형시험에서 구한 CR 값(=0.062×10-3)을 사용하였다.
- 비대칭타는 자항상태에서 타 주위의 유동을 원활하게 하여 추력감소계수가 감소되어 선박의 속도성능이 향상되고 타의 공동성능이 개선됨을 대형 컨테이너선에 부착한 전가동타와 비대칭타의 유동특성과 속도성능을 수치적 방법으로 비교함으로써 확인하였고 실험으로 검증하였다. 비대칭타의 후)수치 해석">수치해석 결과검증을 위한 모형시험은 심수 예인수 조에서 수행하였다.
- 후)유입 경계면은">유입경계면은 주어진 속도성분과 압력(operating pressure)이 경계조건이 되는 속도입력(velocity inlet)조건을, 자유표면과 바깥경계면은 대칭조건을, 출구경계면은 연속 방정식을 이용하여 속도와 압력을 구하는 출구유량(outflow)조건을 적용하였다. 그리고 계산의 효율성을 고려하여 후)전가동 타와">전가동타와 비대칭타의 유체동역학적 힘과 모멘트는 타 단독(rudder open water, ROW)상태에서 비교하였다. 타 후)유체동 역학적">유체동역학적 힘과 모멘트는 타 단독(rudder open water, ROW)상태에서 비교하였다. 타 단독상태의 계산을 위하여 타 상방에(s=5mm: 모형 scale) 원형 분리판 (직경 d=0.4523m: 모형 scale)을 두었다.
- 후)하중 곡선을">하중곡선을 이용한 작용점(operating point)을 구하는 과정을 나타낸 그림이다. 프로펠러 단독특성 곡선은 모형시험 결과를 이용하였다.
데이터처리
- 후)벽 좌표계로">벽좌표계로 표시한 값의 평균값을 나타낸다. 사용된 격자계에 대한 검증은 수행하지 않았으나 수치해석 결과를 모형시험 결과와 비교함으로써 검증하였다.
이론/모형
- 후)격자 생성은">격자생성은 Gridgen code(2003)를, 비점성유동해석은 MPUF-3A code(Choi and Kinnas 2003)를, 점성 유동해석은 Fluent version 6.3(2008)를 사용하였다. 계산은 15개의 3.
- 후)격자 생성은">격자생성은 Gridgen code를 사용하였으며 다중블록 정규 격자계로 구성하였다. 타 후)공간이 산화">공간이산화 처리는 cell-centered 유한 체적법을 사용하였다. 대류항은 QUICK scheme을, 확산항은 중앙차분법을 사용하였으며, 후)유한체적법을">유한 체적법을 사용하였다. 대류항은 QUICK scheme을, 확산항은 중앙차분법을 사용하였으며, 속도-압력 연성은 SIMPLEC algorithm을 적용하였다.
- 본 연구에서는 선체주위의 유동의 정확한 추정에 적합하다고 알려져 있는 Reynolds stress 난류모형을 사용하였다(Min et al. 2002, Hino 2005).
- 비대칭 물체력분포 기법을 이용하여 프로펠러 주위 유동을 모사하였다. 축방향(fbx)과 접선방향(fbθ)의 물체력 분포는 후)자항계산에서">자항 계산에서 프로펠러를 추력과 토오크를 발생하는 원판으로 가정하여 RANS의 소스항으로 처리하는 비대칭 물체력 분포기법을 사용하였다.
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