[논문]앵커의 초기 투묘 상태에 따르는 파주운동과 파주력 특성에 대한 실험적 연구

이상민; 이진아

doi:10.5394/kinpr.2014.38.6.683

앵커의 초기 투묘 상태에 따르는 파주운동과 파주력 특성에 대한 실험적 연구
Experimental Investigation on the Embedding Motion and Holding Power of Anchor According to Initial Position 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.38 no.6, 2014년, pp.683 - 688

초록
AI-Helper

선박은 해상에서 정박시 앵커를 이용함으로써 선박에 작용하는 외력에 대항하여 주묘를 방지하고 선박의 안전성을 확보하여야 한다. 선박의 안전한 투묘 작업을 수행하기 위해서는 앵커의 파주운동과 파주력 특성에 대한 기본적인 이해가 필요하다. 앵커의 초기 투묘시 해저에서의 앵커 자세에 따르는 파주운동과 파주력 특성을 파악하기 위하여 길이 6미터의 저질이 모래인 수조에서 앵커 모형의 예인 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 앵커 모형은 실무에서 많이 사용되고 있는 ASS형과 AC-14형 앵커를 대상으로 하였다. 실험 결과 앵커 형태와 관계없이 앵커의 초기 위치가 예인 방향과 동일한 경우와 직각으로 놓여 진 상태에서는 앵커 플루크가 최대 깊이까지 파고 들어 가고, 이 최대 깊이에서 일정한 심도를 유지한 채 파주운동을 하고 있는 것을 확인하였다. 앵커가 예인 방향과 반대 방향으로 초기 투묘된 경우 다른 초기 위치상태에 비해서 파주력 계수 값이 작아지는 모습을 보이고 있으므로 앵커 투묘시 특히 주의를 해야 될 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The vessel should prevent dragging anchor against the external forces by utilizing the anchor and secure the stability of it. A fundamental understanding on the embedding motion and holding power of the anchor is necessary to perform the safe operating of anchor work. In this study, the embedding motion and holding power of the anchor according to an initial position in an experimental tank of 6m long in sand are tested by using two types of different anchor models(ASS and AC-14), which are generally applied to the commercial vessel nowadays. The anchor flukes seem to rotate and to be embedded into soil up to the maximum depth and maintaining a constant depth in case of the same direction and perpendicular to the towing direction, regardless of the form of an anchor. In case of the opposite direction to the towing direction, it is noted that the coefficient of holding power becomes smaller than the other initial positions.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 실제 선박에서 많이 사용되고 있는 두 종류의 앵커 모형을 대상으로 앵커 투묘 실습용 수조에서 앵커 형태별 초기 투묘 상태에 따르는 앵커의 파주운동과 파주력 특성을 조사하였다.
이에 본 연구에서는 일반적으로 실제 선박에서 많이 사용되고 있는 ASS형과 AC-14형 두 종류의 앵커 모형을 대상으로 길이 6미터의 수조에서 앵커 형태별 초기 투묘 상태에 따르는 앵커의 파주운동과 파주력 특성을 조사·분석하기 위하여 실험을 실시하였으며, 실험 결과에 대하여 논의하도록 한다.

제안 방법

본 실험은 군산대학교의 앵커 예인 수조(길이 6.0m × 폭 1.5m × 높이 1.0m, 저질 건모래)에서 실시하였으며, 앵커에 연결된 와이어를 전동 윈치(1.34HP)에 의하여 예인하고, 장력계(50kgf, resolution 0.01kgf, accuracy ±0.2%)로 예인 장력을 측정하였다.
속도별 앵커의 파주운동 변화를 분석하기 위하여 3.6∼18.8mm/s의 범위에서 예인 속도를 변경하였으며, 예인 각도는 해저면과 수평인 0° 및 15°(AC-14형 앵커 모델), 20°(ASS형 앵커 모델)로 설정하여 실험을 수행하였다.
앵커의 초기 투묘시 해저에서의 앵커 자세에 따르는 파주 운동과 파주력 특성을 파악하기 위하여 앵커 모형의 예인 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 앵커 모형은 실무에서 많이 사용되고 있는 ASS형과 AC-14형 앵커를 대상으로 하였으며 자세한 제원 및 모습은 Table 1과 Fig.
예인 방향은 오른쪽에서 왼쪽으로 예인되는 상황이며, 종축은 앵커 플루크가 해저를 파고 들 때의 최대 깊이를, 횡축은 예인되는 앵커의 이동 거리를 앵커 섕크 길이(L_s)를 기준으로 나타내고 있다. 파주 깊이는 플루크가 지나간 자리를 측정자를 이용하여 계측하였다. 예인 속도 9.

대상 데이터

앵커의 초기 투묘시 해저에서의 앵커 자세에 따르는 파주 운동과 파주력 특성을 파악하기 위하여 앵커 모형의 예인 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 앵커 모형은 실무에서 많이 사용되고 있는 ASS형과 AC-14형 앵커를 대상으로 하였으며 자세한 제원 및 모습은 Table 1과 Fig. 1에 나타내고 있다. 본 실험은 군산대학교의 앵커 예인 수조(길이 6.

데이터처리

4의 2단계에 해당되는 것으로서 앵커 섕크는 해저면에 노출되어 있고 앵커 플루크만 해저에 파고 들어간 상태를 가정하여 설정된 위치이다. 시험은 각각 3회 실시하였고 시험간 편차는 평균값의 5% 미만으로 평가되었으며, 평균값을 본 연구의 실험 분석에 사용하였다.

성능/효과

ASS형 모형 앵커에 대한 파주운동 특성을 분석해보면, 예인 방향과 반대 방향으로 놓여진 경우를 제외하고 다른 초기 위치에서 시작된 앵커의 파주운동은 매우 유사한 특성을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다. 즉 앵커 섕크 길이의 4배가 되기 이전까지는 해저를 파고 들고 있다가 이 지점을 통과하면서부터는 계속 일정한 심도를 유지하면서 예인되고 있는 것을 알 수 있었다.
ASS형과 AC-14형 앵커 모형의 초기 투묘 위치에 따르는 파주운동과 파주력 특성을 종합 비교해 보면, ASS형 앵커는 예인 방향과 반대 방향으로 초기 투묘되어 놓여진 경우, AC-14형 앵커는 예인 방향에 직각 방향 및 반대 방향으로 초기 투묘된 경우 다른 초기 위치 상태에 비해서 파주력 계수 값이 작아지는 모습을 보이고 있으므로 앵커 투묘시 특히 주의를 해야 될 것으로 보여진다.
ASS형 앵커와 비교했을 때 AC-14형 앵커는 초기 위치 상태와 관계없이 거의 비슷한 형태의 파주 운동 특성을 보여주고 있다. 다만 예인 방향과 반대 방향으로 놓여진 경우 다른 초기 위치 상태의 경우보다 조금 적게 해저를 파고 들어가고 있는 것을 알 수 있었다.
즉 앵커 섕크 길이의 4배가 되기 이전까지는 해저를 파고 들고 있다가 이 지점을 통과하면서부터는 계속 일정한 심도를 유지하면서 예인되고 있는 것을 알 수 있었다. 반면에 예인 방향과 반대 방향으로 초기 설치된 상태에서는 10L_s 지점에서 앵커가 반전 되면서 해저면 위로 노출되는 것을 확인 할 수 있었다.
반면에 예인 방향에 반대 방향 또는 직각 방향으로 위치해 있는 경우에는 동일 방향에 비하여 상대적으로 작은 파주력 계수 값을 보여주고 있다. 앵커의 초기 설치 위치와 관계없이 전체적인 파주력의 크기는 ASS형 앵커보다 상당히 큰 값을 지니고 있음을 확인할 수 있었다.
이것은 예인 방향과 동일한 방향으로 놓여진 경우와 비교할 경우, 파주운동에 의한 파주 깊이에는 상호 큰 차이가 없지만 앵커의 초기 투묘 위치가 파주력에 미치는 영향은 상당히 크다고 추정할 수 있다. 앵커의 초기 투묘 위치와 관계없이 전체적인 파주력의 크기는 ASS형 앵커보다 상당히 큰 값을 지니고 있음을 확인할 수 있다.
ASS형 앵커의 경우 최대 파주력 계수는 예인 방향과 같은 방향으로 놓여지고 플루크가 해저에 박혀 있는 상태인 경우가장 큰 값을 나타내고, 예인 방향과 직각으로 놓여 진 경우, 예인 방향과 같은 방향으로 놓여 진 경우, 예인 방향과 반대 방향으로 놓여 진 경우의 순서대로 작아지고 있다. 예인 방향과 반대 방향으로 초기 위치가 설정된 경우 최대 파주력 계수와 평균 파주력 계수 값이 가장 작게 분포되어 있는 것을 알 수 있었다.
이상을 종합해 보면, 앵커 형태와 관계없이 앵커의 초기 위치가 예인 방향과 동일한 경우와 직각으로 놓여 진 상태에서는 앵커 플루크가 최대 깊이까지 파고 들어 가고, 이 최대 깊이에서 일정한 심도를 유지한 채 파주운동을 하고 있는 것으로 보여 진다. 그리고 예인 방향과 반대 방향으로 놓여 진 상태에서는 ASS형 앵커의 경우는 앵커 섕크 길이의 10배 되는 위치에서 해저면에 노출되고, AC-14형 앵커의 경우는 해저면에 노출되지는 않지만 다른 초기 위치 상태의 경우보다 해저면을 깊이 파고 들지 못하기 때문에 상대적으로 파주력이 작아질 것으로 예측된다.

후속연구

선박의 안전한 투묘 작업을 수행하기 위해서는 앵커의 파주운동과 파주력 특성에 대한 기본적인 이해가 필요하다. 하지만 실제 수면 아래 깊은 곳에서 운용되고 있는 앵커에 대한 파주운동 특성을 직접 확인하기에는 제약이 따르기 때문에 육상의 앵커 투묘 실습장을 활용하여 모형 앵커에 대한 다양한 실험을 통하여 앵커의 주묘 및 파주 특성 등에 관한 연구를 수행할 필요가 있다. 현재까지 수행된 대부분의 연구는 고성능 앵커의 개발(Nakayama and Wakiyama, 1987) 및 DA-1형 앵커와 같이 새로 개발된 앵커와 기존의 ASS, AC-14형 앵커와의 파주력 등에 대한 비교·검증 연구(Shoji et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	앵커의 주묘 및 파주 특성 등에 관한 연구를 수행해야 하는 이유는 무엇입니까?	선박은 해상에서 정박시 앵커를 이용하여 선박에 작용하는 외력에 대항하여 주묘를 방지하고 선박의 안전성을 확보한다. 선박의 안전한 투묘 작업을 수행하기 위해서는 앵커의 파주운동과 파주력 특성에 대한 기본적인 이해가 필요하다. 하지만 실제 수면 아래 깊은 곳에서 운용되고 있는 앵커에 대한 파주운동 특성을 직접 확인하기에는 제약이 따르기 때문에 육상의 앵커 투묘 실습장을 활용하여 모형 앵커에 대한 다양한 실험을 통하여 앵커의 주묘 및 파주 특성 등에 관한 연구를 수행할 필요가 있다. 현재까지 수행된 대부분의 연구는 고성능 앵커의 개발(Nakayama and Wakiyama, 1987) 및 DA-1형 앵커와 같이 새로 개발된 앵커와 기존의 ASS, AC-14형 앵커와의 파주력 등에 대한 비교·검증 연구(Shoji et al.
	선박은 해상에서 정박시 어떻게 안전성을 확보합니까?	선박은 해상에서 정박시 앵커를 이용하여 선박에 작용하는 외력에 대항하여 주묘를 방지하고 선박의 안전성을 확보한다. 선박의 안전한 투묘 작업을 수행하기 위해서는 앵커의 파주운동과 파주력 특성에 대한 기본적인 이해가 필요하다.
	앵커의 파주운동을 3단계로 구분할 경우 각 단계의 세부사항은 어떠합니까?	4와 같이 표현할 수 있다. 이것을 각 단계별로 살펴보면, 1단계에서는 초기 파주 운동 단계로서 앵커 크라운 끝단부에 작용하는 모래에 의한 항력과 플루크의 자중에 의해 앵커 플루크에 회전력이 작용하여 플루크가 회전하며 파주 운동을 시작하게 된다. 2단계에서는 회전하던 플루크가 최대 각도가 되면 플루크에 모래에 의한 항력이 작용함에 따라 앵커 핀 포인트를 기준으로 앵커 전체가 해저 속으로 파고 들어가게 된다. 그리고 마지막 3단계에서는 앵커의 파주운동이 깊어짐에 따라 앵커 섕크에 작용하는 상방향 항력이 증가하게 되고, 플루크에 작용하는 하방향 항력과 서로 같아지는 힘의 평형 상태에 이르게 됨에 따라 파주 깊이가 일정한 상태로 지속되며 최대 파주력 값을 나타나게 된다(Lee et al., 2011).

참고문헌 (7)

Hinata, H., Michimoto, J., Kawamura, Y., Sugiura, T. and Shoji, K.(2006), "Experimental Studies on the Holding Power of Anchors", The Proceedings of Autumn Meeting of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, 2006A-G7-15, pp. 517-518.
Jung, C. H., Lee, Y. S., Kim, J. S. and Kong, G. Y.(2011), "A Study on the Holding Power Coefficient of AC-14 Type and ASS Type Anchor in Actual Ships", Journal of Navigation and Port Research, Vol. 35, No. 8, pp. 613-618.

원문보기 상세보기
Lee, J. H., Seo, B. C. and Shin, H. K.(2011), "Experimental Study of Embedding Motion and Holding Power of Drag Embedment Type Anchor(DEA) on Sand Seafloor", Journal of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 48, No. 2, pp. 183-187.

원문보기 상세보기
Nakamura, S. and Honda, K.(1973), "Experimental Study on Holding Power of Anchor", Journal of the Kansai Society of Naval Architects of Japan, No. 149, pp. 31-42.
Nakayama, K. and Wakiyama, Y.(1987), "Development of Higher Performance Anchors", Transactions of the West-Japan Society of Naval Architects, No. 75, pp. 141-154.
Shoji, K., Kiyokazu, M., Akio, K., Shigeo, M., Rei, T. and Yoshiaki, K.(2006), "On the Holding Performance of 3 Type Anchor by the Model Experiment", The Proceedings of Spring Meeting of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, 2006E-G1-1, pp. 45-46.
Yoon, J. D.(2002), Theory and Practice of Ship Handling, Sejong Press, pp. 1-17.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증