[논문]수정된 방사 에너지법과 단파장 영역 보정법을 이용한 파랑 중 부가저항 추정에 관한 연구

오승훈; 양진호

doi:10.3744/snak.2016.53.1.62

수정된 방사 에너지법과 단파장 영역 보정법을 이용한 파랑 중 부가저항 추정에 관한 연구
A Study on Estimation of Added Resistance in Waves Using Modified Radiated Energy Method and Short Wave Correction Method 원문보기

大韓造船學會論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.53 no.1, 2016년, pp.62 - 68

Abstract ▼ AI-Helper

A simple calculation tool for added resistance in waves is developed to utilize for initial design or embedded module for navigation support system. In order to select an appropriate calculation method for added resistance in waves, three methods (drift method, integrated pressure method, radiated energy method) based on strip method are applied to Wigley I and KVLCC2. The methods for added resistance in waves give the underestimated results because it is difficult to consider nonlinear effects due to reflected wave. We apply asymptotic (Faltinsen's method) and empirical formula (NMRI's method) to improve the accuracy for short wave length region. In comparison with experimental results, the combination of radiated energy method and short wave correction method of NMRI is the most reasonable. However, a simple sum of results calculated by two methods gives rise to the overestimation of added resistance for short wave length region because added resistance of radiated energy method exits in total reflection region. To overcome this problem, modified radiated energy method is proposed using correction coefficient defined by reflection coefficient of NMRI's method. Finally, added resistance in regular waves is composed of added resistance of modified radiated energy method and that of short wave correction method of NMRI. Estimated added resistance in regular waves is validated by comparison with experimental results of other research groups.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 초기 설계에서의 활용 또는 운항 보조 시스템에 탑제가 가능하도록 빠르고 비교적 정확한 스트립 이론을 이용하여 파랑 중 부가저항 계산모듈을 개발하였다. Desingularized indirect boundary integral method를 이용한 2차원 단면의 동유체력과 STF 방법(S-T-Fmethod, Salvesen, et al.

제안 방법

NMRI 단파장 영역 보정법 (Kuroda, et al., 2008)과 수정된 방사에너지법을 이용하여 부가저항을 계산하고 타기관에서 수행된 모형시험과 비교하여 정도를 검증하였다.
본 연구에서는 초기 설계 또는 운항 보조 시스템 탑재에 활용 가능한 계산모듈 확보를 위해 스트립 방법을 이용하여 파랑 중 부가저항 계산모듈을 개발하였다. 스트립 이론을 이용한 파랑 중 부가저항 추정법과 단파장 영역의 이론적 점근식과 경험식을 검토하였다.
본 연구에서는 초기 설계 또는 운항 보조 시스템 탑재에 활용 가능한 계산모듈 확보를 위해 스트립 방법을 이용하여 파랑 중 부가저항 계산모듈을 개발하였다. 스트립 이론을 이용한 파랑 중 부가저항 추정법과 단파장 영역의 이론적 점근식과 경험식을 검토하였다. 검토된 방법 중 방사 에너지법과 NMRI의 단파장 보정식이 가장 적합한 방법으로 판단된다.
전반사 영역에서 발생되는 방사 에너지법의 모순을 개선하기 위해 보정계수를 도입하여 수정된 방사 에너지법을 제안하였다
검토된 방법 중 방사 에너지법과 NMRI의 단파장 보정식이 가장 적합한 방법으로 판단된다. 전반사 영역에서 발생되는 방사 에너지법의 모순을 해결하기 위해 수정된 방사에너지법을 제안하였다. 수정된 방사 에너지법과 NMRI의 단파장 보정식을 이용하여 최종적인 파랑 중 부가저항을 추정하였고 타 기관의 모형시험과 잘 일치함을 확인하였다.
파랑 중 부가저항 계산을 위하여 표류력 방법(Joosen, 1966), 압력 적분법 (Boese, 1970) 및 방사 에너지법 (Gerritsma & Beukelman, 1972)에 대하여 검토하고 Wigley I과 KVLCC 2 선형의 파랑 중 부가저항을 계산하였다

데이터처리

계산된 운동응답을 델프트 공대 (Journee, 1992), 오사카 대학(OU; Sadat-Hosseini, et al., 2013) 및 서울대학교(SNU; Park, et al., 2014)의 모형 시험 결과와 비교하였다.
두 가지 보정식을 이용하여 KVLCC 2 선형의 단파장 영역의 부가저항을 계산하고 이를 타 기관의 모형시험 결과와 비교하여 Fig. 11에 나타내었다.
앞장에서 검토된 3가지 부가저항 추정법을 이용하여 Wigley I과 KVLCC 2 선형에 대하여 계산을 수행하여 Fig. 8과 9에 나타내었다.

이론/모형

본 연구에서는 Faltisen, et al. (1980)의 이론적 점근식과 NMRI의 경험식 (Tsujimoto, et al., 2008; Kuroda, et al., 2008)을 검토하고 파랑 중 부가저항 계산 보정에 적합한 방법을 선택하고자 한다.
특이점(source point)을 Fig. 2와 같이 유체면 외부에 배치하는 desingularized technique (Cao, et al., 1991)을 이용하여 계산의 효율 및 코드작성의 편의를 향상 시켰다. 주파수에 따라 격자를 자동 생성하였고 대칭면을 기준으로 mirror source를 이용하였다.
2차원 단면의 동유체력 계산을 위하여 desingularized indirect boundary integral method를 사용하였다. 특이점(source point)을 Fig.
본 연구에서는 초기 설계에서의 활용 또는 운항 보조 시스템에 탑제가 가능하도록 빠르고 비교적 정확한 스트립 이론을 이용하여 파랑 중 부가저항 계산모듈을 개발하였다. Desingularized indirect boundary integral method를 이용한 2차원 단면의 동유체력과 STF 방법(S-T-Fmethod, Salvesen, et al., 1970)을 이용하여 선박의 운동을 계산하였다. 파랑 중 부가저항 계산을 위하여 표류력 방법(Joosen, 1966), 압력 적분법 (Boese, 1970) 및 방사 에너지법 (Gerritsma & Beukelman, 1972)에 대하여 검토하고 Wigley I과 KVLCC 2 선형의 파랑 중 부가저항을 계산하였다.
단파장 영역의 부가저항을 개선하기 위해 이론적 점근식(Faltinsen, et al., 1980)과 경험식 (Tsujimoto, et al., 2008)을 검토하였다
본 방법은 Maruo (1963)가 처음 유도 했고 Joosen (1966)이 slenderness parameter를 도입하여 식(1)을 유도하였다

성능/효과

스트립 이론을 이용한 파랑 중 부가저항 추정법과 단파장 영역의 이론적 점근식과 경험식을 검토하였다. 검토된 방법 중 방사 에너지법과 NMRI의 단파장 보정식이 가장 적합한 방법으로 판단된다. 전반사 영역에서 발생되는 방사 에너지법의 모순을 해결하기 위해 수정된 방사에너지법을 제안하였다.
전반사 영역에서 발생되는 방사 에너지법의 모순을 해결하기 위해 수정된 방사에너지법을 제안하였다. 수정된 방사 에너지법과 NMRI의 단파장 보정식을 이용하여 최종적인 파랑 중 부가저항을 추정하였고 타 기관의 모형시험과 잘 일치함을 확인하였다.

참고문헌 (20)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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].

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