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[국내논문] 사고 선박의 예인력 계산 및 실험에 관한 연구
A Study on the Calculation of Towing Force for the Disabled Ship and Its Experiments 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.38 no.5, 2014년, pp.463 - 470  

남택근 (목포해양대학교 기관시스템공학부) ,  정창현 (목포해양대학교 해상운송시스템학부) ,  김진만 (목포해양대학교 기관공학과 대학원) ,  최혁진 (선박해양플랜트연구소(KRISO))

초록
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본 논문에서는 선박의 예인에 필요한 예인력의 계산과 이를 검증하기 위한 실험 결과에 대해 언급하고 있다. 먼저 예인력의 계산에 있어서는 선박의 마찰저항, 풍압저항, 조파저항을 고려하였다. 아울러 프로펠러가 고착된 상태를 가정하여 프로펠러 저항을 계산하였다. 이와 더불어 예인 시 사용되는 예인삭에 걸리는 부가저항을 노드분석법을 적용하여 계산하였고, 선체 저항과 예인삭에서의 부가저항을 합하여 최종적인 예인저항을 도출하였다. 계산된 결과값의 유효성을 검증하기 위하여 목포해양대학교 실습선 새유달호를 활용하여 해상에서 예인실험을 수행하였고 이론적인 계산 결과와 실험 결과에 대한 비교를 행하였다. 소요 예인력의 이론적인 계산에서 주요한 요소는 예인속력임을 알 수 있었고, 예인속력의 증가에 따라 프로펠러 고착 저항이 저항의 주요한 부분을 차지하는 것을 확인하였다. 실제 실험을 통해서는 선박의 요잉에 의한 저항 증가분을 고려하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, calculation of towing force required to tow the ship and experiments to verify its appropriacy are discussed. Friction, wind and wave-making resistance of vessel are considered to calculate towing force of specified vessel. Propeller resistance is also reflected and it is assumed that...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 선박의 예인에 필요한 예인력의 계산과 계산 결과의 유효성을 검증하기 위한 실험 결과에 대해 언급하고 있다. 해상에서 일어날 수 있는 다양한 사고로 인해 선박의 자력운항이 불가할 경우 선박을 사고 장소로부터 안전한 곳으로 이동시켜 2차적인 피해를 방지하는 것은 아주 중요하다고 할 수 있다.
  • 이에 본 연구에서는 선박의 예인 시 발생하는 저항값을 계산하고 계산 결과의 유용성을 확인하기 위해 해상에서 실제 예인실험을 수행하였다. 이론적인 계산과 실험 대상 선박으로는 목포해양대학교 실습선 새유달호(T/S SAE YU DAL)를 선정 하였다.

가설 설정

  • )을 추가하였다. 선박사고로 인해 프로펠러는 윈드밀 상태가 아닌 고착된 상태로 가정하였고, 이것은 사고선박의 예인저항값을 가능한 넓은 범위에서 예측하기 위한 것이다.
  • 로 표현가능하며, 원식을 SI단위계로 환산하였으며 프로펠러 날개는 원형 형태로 가정하였다. (4)식에서 Dp는 프로펠러 직경, ap는 프로펠러의 투영면적과 전 원면적의 비율을 나타내는 투영면적비(PAR, projected area ratio)이다.
  • 다음으로 자력운항이 불가능한 상태로 가정해서 얻어지는 프로펠러 고착저항은 사고 선박의 예인 저항을 계산하는 주요한 요소라고 할 수 있을 것이다. 계산 결과에서도 일정 속도 이상의 예인이 이루어질 경우 프로펠러 고착에 의한 저항이 주요한 성분이 되는 것을 확인할 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선박의 예인에 필요한 저항은 무엇을 고려해야 하는가? 먼저 선박의 예인에 필요한 저항은 선체의 마찰저항(Rf), 바람에 의한 저항(Ra), 조파 저항(Rw)을 고려하였고, 자력운항이 불가능한 상태로 가정하여 프로펠러의 고착 저항(Rp)을 추가하였다. 선박사고로 인해 프로펠러는 윈드밀 상태가 아닌 고착된 상태로 가정하였고, 이것은 사고선박의 예인저항값을 가능한 넓은 범위에서 예측하기 위한 것이다.
이론적인 예인저항 계산에 있어 예인저항을 결정하는 주요한 요소는? 먼저, 이론적인 예인저항 계산에 있어서 예인속력은 예인저항을 결정하는 주요한 요소임을 확인하였다.
선박의 예인에 필요한 소요마력계산 및 장력계산에 대한 연구에는 무엇이 있는가? 선박의 예인에 필요한 소요마력계산과 장력계산에 관한 기존의 연구를 살펴보면 다음과 같다. KR, KST(2008)에서는 선박의 마찰저항(SNAK, 2009), 조파저항, 공기저항, 해상의 파고를 고려한 소요예인마력을 계산하고 있고, Choi(2012)에서 는 선체의 기본저항 이외에 바람, 표류력, 선체표면거칠기, 선체파손, 파랑, 천수효과 등에 의한 영향을 고려하여 예인 저항을 도출하고 있다. 한편 Nam(2012)에서는 마찰저항, 공기저항, 조파저항, 프로펠러 고착저항을 고려하여 저항을 계산하고, 다항식 맞춤법을 적용하여 예인삭에 걸리는 부가저항을 함께 고려하고 있다.
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참고문헌 (6)

  1. Choi, H.J, Kim, E.C(2012), "Development of the ship resistance calculation program for prediction of towing forces for damaged ships", Journal of the Korean Society for Marine Environmental Engineering, Vol. 15, No. 2. pp. 150-155. 

  2. KR, KST(2008), "A study on the safety management policy for large tug and barge", MOMAF, pp. 4-20. 

  3. M.A. Vaz, M.H. Patel(1995), "Transient behavior of towed marine cables in two dimensions", Applied Ocean Research, 17, pp. 143-153. 

  4. Nam.T.K, Jung, C.H, Jeong.J.S(2012), "A Study on the calculation of resistance of the ship to be towed and towline tension", Journal of Navigation and Port Research, Vol. 36, No. 8, pp. 607-612. 

  5. The Society of Naval Architects of Korea(2009), "Ship's resistance and propulsion", Jisung Publishing Co., pp. 16-86. 

  6. U.S.Navy Towing Manual(2002), U.S.Naval Sea Systems Command, SL740-AA-MAN-010. 

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