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해저 유기퇴적물 수거를 위한 저속 쌍동형 선형개발 연구
A Study on the Development of Low Speed Twin-Hull Form for Seabed Organic Sediment Collection 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.22 no.2, 2016년, pp.246 - 252  

박제웅 (조선대학교 선박해양공학과) ,  김도정 (한국조선해양기자재연구원) ,  오우준 (한국조선해양기자재연구원) ,  정우철 (인하공업전문대학)

초록
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본 연구에서는 연안의 해저면에 누적된 퇴적오염물을 효율적으로 수거할 수 있는 저속 쌍동형 정화선에 대한 선수선형의 개념설계에 대해 수행하였다. 선형설계는 선체건조가 용이하도록 단순화하였으며, 쌍동선 선형의 선수 Water line, 선수각 등의 변화에 따른 저항성능의 영향을 검토하였다. Ansys CFX를 이용한 수치시뮬레이션과 회류수조에서의 모형시험결과와의 비교/분석 등을 통하여 선수부 선형변화에 따른 저항성능과 자유표면 유동특성 사이의 관계를 고찰하였으며, 그 결과 선수재 위치와 어깨부 체적의 선수부 이동에 따른 파형개선으로 조파저항이 감소하는 등 저항성능의 향상을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, conceptual design of the fore-body hull form of catamaran type dredging vessel was performed that can effectively remove the contaminated sediments in coastal seabed. The hull form was simpled for the easy hull construction and the resistance performance was investigated to find out t...

주제어

#쌍동형 선형   #선형설계   #수치해석   #모형시험   #파 간섭   #저항성능  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 연안의 해저면에 누적된 퇴적오염물을 효율적으로 수거하고, 선체건조가 용이하도록 선수부 형상을 단순화한 쌍동형 수거선의 선형개념과 유체역학적 특성에 대하여 언급하였다.

가설 설정

  • 통상의 준설선은 항해속도는 10 knots 내외, 작업 시에는 5 knots 이하로 운항하므로 선형은 비교적 단순한 형상을 갖고 있다. 본 대상선의 항해속도는 내만의 조류를 고려하여 6 knots, 작업속도는 4 knots로 가정하였다. 선미부는 배수량 확보를 위하여 상자형상으로 하였으며, 선수부는 8 knots 이상의 운항속도 요구 시 Froude Number(Fn)를 고려하여 반활주선 형상을 갖도록 설계하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에서 저속 쌍동선의 저항해석과 모형시험과의 비교를 통한 분석 결과는 무엇인가? (2) 저속 쌍동선의 초기 개념설계에 있어서 수치계산(Ansys CFX)을 이용한 점성유동해석을 통하여 저항해석을 수행하였으며, 회류수조에서의 모형시험과의 비교를 수행하였다. 대상선박의 운항속도가 중저속 구간으로 운항속도 6.0 knots 이상에서는 선체 침하에 의한 항주자세 변화에 판단되는 실험치와 계산치의 오차가 발생하고 있으나, 초기선형(CFX-1)의 상대적 비교로부터 개선선형(CFX-2)의 저항성능이 우수한 것으로 판단된다.
해양오염에 있어 큰 문제가 되고 있는 분야는 무엇인가? 최근 해양관광, 어업 생존권 확보 등에 대한 사회적인 관심이 증가하면서 해양 환경에 대한 중요성 또한 크게 증가하고 있다. 해양오염에 있어서 큰 문제가 되고 있는 분야는 오랫동안 해저면에 퇴적되어 온 유기 퇴적물로, 이를 효과적으로 제거하기 위한 많은 연구가 수행되어 왔으나 대부분이 준설 방법에 대한 연구로, 제한된 공간에서 이를 효율적으로 운용하기 위한 선박에 대한 연구는 많지 않은 실정이다.
본 연구에서 수치시뮬레이션은 무엇을 이용하였는가? 개발선의 성능은 회류수조 모형시험을 통하여 확인하였으며, 수치시뮬레이션을 이용한 계산결과와 모형시험 결과를 비교하여 수치시뮬레이션의 유용성을 함께 검토하였다. 수치시뮬레이션은 Ansys CFX 프로그램을 이용하였다.
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참고문헌 (11)

  1. Bank, J.(2010), Free surface CFD prediction of components of Ship Resistance for KCS, 13th Numerical Towing Tank Symposium, p. 6. 

  2. Jeong, W. C., S. Y. Kwon, G. H. Choi, D. J. Kim and G. S. Hong(2013), Study of Hull Form Development and Resistance Performance of Catamaran-type High Speed Fishing Leisure Boat, Journal of Ocean Engineering and Technology, 27(6), pp. 1-6. 

  3. Jeong, W. C., C. W. Park, K. S. Hong and H. K. Yu(2001), An Experimental Study for Bow Hull Form Development of Catamaran Type Sweeping Vessel, Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference, pp. 53-59. 

  4. Kim, D. J.(2006), A Study on Water Jet Propelled Box Shaped Contaminated Organic Sediment Collection System and the Treatment System, Dept. of Advanced Marine Transportation System Engineering, Ph.D. Thesis, pp. 86-112. 

  5. Kim, D. J., J. W. Park, J. N. Kim and W. C. Jeong(2006), An Experimental Study on the Moonpool Characteristics of a Cleaning Ship for Ocean Environment Purification, Journal of Ocean Engineering and Technology, 20(2), pp. 1-6. 

  6. Kim, D. J., J. W. Park, W. C. Jeong and S. K. Kim(2008), Experiments and Numerical Analysis on a System for Collecting Organic Sediment from Seabed, The Korean Society of Marine Environment & Safety, 14(1), pp. 15-20. 

  7. Lee, Y. G, C. Y. Son, W. C. Jeong, D. S. Kang, K. Y. Jeong and D. J. Kim(2006), Hull Form Design of Catamaran Type Dredging Vessel Using Model Test and Numerical Simulation, Journal of Ocean Engineering and Technology, 20(2), pp. 66-71. 

  8. Park, D. W.(2014), A Study on the Performance of a Medium Patrol Boat using CFD, J. Navig. Port Res., 38(6), pp. 585-591. 

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  9. Shin, H. K., M. S. Kim, W. J. Jeong and Y. H. Ha(2012), Estimation of Resistance of Smart Harbor Crane Ship, Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 49(1), pp. 1-5. 

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  10. Teresa, C.(2014), URANS simulations of catamaran interference in shallow water, Journal of Marine Science and Technology, 19(1), pp. 33-51. 

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  11. Yoo, J. H. and K. H. Oh(2013), Numerical Prediction of Running Attitude and Resistance of Planing Craft, Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 50(2), pp. 99-103. 

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