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해양레저용 활주형선의 공기저항 및 온실 가스 배출에 대한 연구
A Study on Air Resistance and Greenhouse Gas Emissions of an Ocean Leisure Planning Boat 원문보기

한국해양환경ㆍ에너지학회지 = Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy, v.16 no.3, 2013년, pp.202 - 210  

김용섭 (홍익대학교 조선해양공학과) ,  황선규 (홍익대학교 대학원 조선해양공학과)

초록
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최근 소득증대로 인해 해양레저에 대한 관심이 높아짐에 따라 해양레저용으로 많이 이용되는 활주형선의 선형설계와 생산에 대한 많은 연구 개발이 필요해지고 있다. 지금까지 수행된 활주형선의 저항에 대한 연구를 분석해본 결과 활주형선은 속도가 빠르고 침수표면적이 매우 작기 때문에 일반 선박과는 다른 저항 특성을 가지고 있음을 알게 되었다. 본 연구는 현재 조선소와 추진기 및 엔진 생산업체에서 유효마력 산정에 널리 활용되는 Savitsky공식을 이용하여 연구대상 활주형선의 전저항을 먼저 계산한 후 이론해석과 풍동실험을 통하여 활주형선 주위에 대한 유동특성을 분석하고 속도와 트림각도 변화에 따른 공기저항, 양력 등을 구하였다. 또한 이 결과를 이용하여 전저항에 대한 공기저항의 비율을 속도와 트림각 변화에 대하여 이론해석결과와 실험결과를 비교하고 분석하였으며 본 연구결과는 좀 더 정확한 유효마력 추정에 활용되어 산출근거를 무시하고 막연하게 고마력 엔진을 장착하는 폐단을 막을 수 있을 것으로 기대된다. 한편 기상 이변으로 인한 자연재해가 증가하면서 온실가스에 대한 관심이 높아지고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 선박의 설계 단계에서 적용되는 에너지 효율 지수(EEDI)와 해상을 운항할 때 적용되는 에너지 효율지수(EEOI)를 제정하여 선박으로부터 배출되는 온실가스를 줄이려 하고 있다. 그러나 이 규정은 총톤수(GT) 400톤 이상의 선박에 적용될 예정이므로 해양레저용 선박과 같은 소형 선박은 대형 선박에 비해 단위 출력 당 온실가스 배출량은 오히려 많지만 이 IMO 규정에 의한 규제를 받지 않는다. 따라서 본 연구는 소형선박인 해양레저용 활주형선의 온실 가스 배출량을 산출함으로써 이에 대한 문제점을 제기하고 소형선박에 적용될 수 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As incomes increase, interest in ocean leisure picks up. As a result, a lot of research and developments on hull form design and production of planing boats, mostly used for ocean leisure, are needed. Analysis in researches on resistance of planing boats shows that resistance characteristic of plani...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 이 두 선박에 대하여 EEDI를 구하고 소형선박에 이 규정을 적용했을 때의 문제점을 찾아 제시함으로써 소형 선박으로부터 배출되는 온실가스를 저감시키기 위한 새로운 소형선박용 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제기하였다. 그 외 본 연구에서는 활주정 주위에 발생하는 공기역학적 현상과 그 현상이 전저항에 미치는 영향을 규명하기 위하여 이론해석과 실험을 수행하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 레저용 활주정에 대하여 MEPC 규정을 이용하여 단위출력 당 온실가스 배출량(f/KW-hr)을 구하고 같은 식을 이용하여 AFRAMAX급 115,000(DWT) 원유운반선의 단위출력 당 온실가스 배출량을 구하고 비교·분석하였다. 또한 이 두 선박에 대하여 EEDI를 구하고 소형선박에 이 규정을 적용했을 때의 문제점을 찾아 제시함으로써 소형 선박으로부터 배출되는 온실가스를 저감시키기 위한 새로운 소형선박용 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제기하였다. 그 외 본 연구에서는 활주정 주위에 발생하는 공기역학적 현상과 그 현상이 전저항에 미치는 영향을 규명하기 위하여 이론해석과 실험을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해양레저용 선박의 선형 개발과 제작에 대한 연구가 이루어지게 된 배경은? 최근 해양레저에 대한 관심이 높아지면서 해양레저용 선박의 선형 개발과 제작에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 해양레저 에 활용되는 선박은 세일링 요트와 동력 활주정으로 대별할 수 있는데, 동력 활주정은 속도가 매우 빠르기 때문에 침수표면적과 배수량에 의하여 주로 결정되는 일반 선박의 저항과는 그 특성이 다르므로 이에 대한 연구 특히 공기역학적 특성이 저항에 미치는 영향에 대한 조사와 분석이 필요하다.
해양레저 에 활용되는 선박은 어떻게 대별할 수 있는가? 최근 해양레저에 대한 관심이 높아지면서 해양레저용 선박의 선형 개발과 제작에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 해양레저 에 활용되는 선박은 세일링 요트와 동력 활주정으로 대별할 수 있는데, 동력 활주정은 속도가 매우 빠르기 때문에 침수표면적과 배수량에 의하여 주로 결정되는 일반 선박의 저항과는 그 특성이 다르므로 이에 대한 연구 특히 공기역학적 특성이 저항에 미치는 영향에 대한 조사와 분석이 필요하다.
IMO에서 선박으로부터 배출되는 온실가스를 저감하기 위한 규정을 제정하기로 의결한 후 그에 따른 후속 조치는 무엇인가? 국제해사기구(IMO)에서도 선박으로부터 배출되는 온실가스를 저감하기 위한 규정을 제정하기로 의결하였다(IMO, 2003). 그 후속 조치로 선박설계 단계에서 적용하기 위한 에너지 효율 지수(EEDI)와 운항 중인 선박에 적용하기 위한 에너지 효율 지수(EEOI)가 제정되었다(MEPC, 2009). 이 규정은 총 톤수(G/T) 400톤 이상의 선박에 대해서 적용된다(MEPC, 2008).
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참고문헌 (10)

  1. Umesaburou Kawahara, Katsuo Suzziki, Kazuki Yabushita, 1993, "Resistance Test Method for High-Speed Boats by Using a Trim Fixed Type of Dynamometer", J. Kansai Soc. N. A., Japan, No. 220, pp. 219-232. 

  2. Daniel Savitsky, 1964, "Hydrodynamic Design of Planing Hulls", Marine Technology, pp. 1-38. 

  3. Yoshiho Ikeda, Gen Nishida, Toru Katayama, Yoshinori Yamaguchi, Jiro Niina, Takeru Oshima, 1996, "Development of an Experimental Method to Assess the Performance of a High Speed Craft (The 2nd report)", J. Kansai Soc. N. A., Japan, No. 226, pp. 262-269. 

  4. Koichi Mori, 1998, "Drag Characteristic of High Speed Small Boat", J. Kansai Soc. N. A., Japan, No. 230, pp. 319-329. 

  5. H. Wagner, 1990, "The Phenomena of Impact and Planing on Water", NACA Translation, 1366, ZAMM, August. 

  6. IMO, 2003, A.963 (23), "IMO Policies and Practices Related to the Reduction of Greenhouse Gasses Emission for Ships", Dec. 

  7. MEPC/Circ 684, 2009, "Interim Guide for Voluntary Use of the Ship Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI)", 17b Aug. 

  8. MEPC/Circ 683, 2009, "Guidance for the Development of a Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP)", 17, Aug. 

  9. MEPC58/WP 8, 2008 "Report of the Working Group on Greenhouse Gasses Emission for Sgips, 9, Oct. 

  10. MEPC212 (63), 2012 "2012 Guidelines on the Method of Calculation of the Attained Energy Efficiency Design Index (Eedi) For New Ships", 2, Mar. 

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