[국내논문]선미유동 제어용 수직판 제원 변화에 따른 유동특성 연구 A Study on Flow Characteristics due to Dimension Variations of the Vertical Plate for Controlling the Ship Stern Flow원문보기
이산화탄소 배출량 제한을 의무화하는 EEDI, SEEMP 등의 국제협약에 대응하기 위하여 선박의 에너지 절감장치(ESD, Energy Saving Device) 관련 국내기술 대응이 절실하다. 본 연구는 국내 중소형 조선소의 주력선종 효율 향상의 ESD를 설계하기 위하여 유동특성 분석에 대한 연구이다. 프로펠러 상단으로 유입되는 유동을 개선하기 위하여 bare hull의 선미벌브 및 빌지 주변의 유동특성을 수치해석과 모형시험을 통하여 정성적으로 분석하였으며, 선저압력 지점의 개선 및 프로펠러 상단 유입의 선미 빌지 유동 제어를 위하여 선미벌브와 빌지 사이에 수직평판을 부착하였다. 선미 선체표면 압력회복으로 전저항이 약 3.04 % 감소하였으며, 프로펠러 상단 유동 제어를 통해 평균 공칭반류가 약 18.8 % 감소하였다.
이산화탄소 배출량 제한을 의무화하는 EEDI, SEEMP 등의 국제협약에 대응하기 위하여 선박의 에너지 절감장치(ESD, Energy Saving Device) 관련 국내기술 대응이 절실하다. 본 연구는 국내 중소형 조선소의 주력선종 효율 향상의 ESD를 설계하기 위하여 유동특성 분석에 대한 연구이다. 프로펠러 상단으로 유입되는 유동을 개선하기 위하여 bare hull의 선미벌브 및 빌지 주변의 유동특성을 수치해석과 모형시험을 통하여 정성적으로 분석하였으며, 선저압력 지점의 개선 및 프로펠러 상단 유입의 선미 빌지 유동 제어를 위하여 선미벌브와 빌지 사이에 수직평판을 부착하였다. 선미 선체표면 압력회복으로 전저항이 약 3.04 % 감소하였으며, 프로펠러 상단 유동 제어를 통해 평균 공칭반류가 약 18.8 % 감소하였다.
To cope with international regulations, such as Energy Efficiency Design Index (EEDI), Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) and so forth, and to enforce limitations on $CO_2$ emissions, green-ship technology to lower fuel consumption has been actively researched, and the develop...
To cope with international regulations, such as Energy Efficiency Design Index (EEDI), Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) and so forth, and to enforce limitations on $CO_2$ emissions, green-ship technology to lower fuel consumption has been actively researched, and the development of an energy-saving device (ESD) is being pursued. In order to design an ESD for small and medium-sized domestic vessels, an analysis on flow characteristics has been performed in the present study. Through a model test and numerical analyses, the characteristics of flow around the stern bilge and bulb have been compared to improve wake quality and resistance performance. As a result of these comparisons and analyses, a vertical plate has been adopted,, as a new ESD. Design criteria for the proposed ESD are also suggested. By applying this new ESD, it is expected that the total resistance and average nominal wake can be reduced by 3.04 % and 18.8 %, respectively.
To cope with international regulations, such as Energy Efficiency Design Index (EEDI), Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) and so forth, and to enforce limitations on $CO_2$ emissions, green-ship technology to lower fuel consumption has been actively researched, and the development of an energy-saving device (ESD) is being pursued. In order to design an ESD for small and medium-sized domestic vessels, an analysis on flow characteristics has been performed in the present study. Through a model test and numerical analyses, the characteristics of flow around the stern bilge and bulb have been compared to improve wake quality and resistance performance. As a result of these comparisons and analyses, a vertical plate has been adopted,, as a new ESD. Design criteria for the proposed ESD are also suggested. By applying this new ESD, it is expected that the total resistance and average nominal wake can be reduced by 3.04 % and 18.8 %, respectively.
본 연구는 국내 중소형 조선소의 주력선종의 효율 향상을 위한 에너지 절감 장치(ESD, Energy Saving Device)를 설계하기 위한 정성적 유동특성 분석 연구이다. 프로펠러 상단으로 유입되는 유동 제어를 위한 부가물 형태의 선미 빌지 부착 수직판(V-Plate, Vertical Plate)에 관한 연구로서 선미유동에 대해 유체역학적 특성변화에 대하여 언급하였다.
제안 방법
본 연구는 국내 중소형 조선소의 주력선종의 효율 향상을 위한 에너지 절감 장치(ESD, Energy Saving Device)를 설계하기 위한 정성적 유동특성 분석 연구이다. 프로펠러 상단으로 유입되는 유동 제어를 위한 부가물 형태의 선미 빌지 부착 수직판(V-Plate, Vertical Plate)에 관한 연구로서 선미유동에 대해 유체역학적 특성변화에 대하여 언급하였다. 수치시뮬레이션을 이용한 계산결과와 모형시험 결과를 비교하여 수치시뮬레이션의 유용성을 검토하였으며, 수치시뮬레이션은 Ansys CFX 프로그램을 이용하였다.
프로펠러 상단으로 유입되는 유동 제어를 위한 부가물 형태의 선미 빌지 부착 수직판(V-Plate, Vertical Plate)에 관한 연구로서 선미유동에 대해 유체역학적 특성변화에 대하여 언급하였다. 수치시뮬레이션을 이용한 계산결과와 모형시험 결과를 비교하여 수치시뮬레이션의 유용성을 검토하였으며, 수치시뮬레이션은 Ansys CFX 프로그램을 이용하였다. ;
수직판 설계 적용으로 전저항 감소와 프로펠러 상단 유입 유동 제어를 통하여 평균 공칭반류 감소를 확인하였고, 연료절감 효과 및 추진기 유기 진동 개선을 기대할 수 있었다.
회류수조를 이용한 유선가시화 시험과 수치해석의 유선 비교로 유사한 유동특성을 확인하였으며, 예인수조시험과 수치해석 결과 비교로 설계속도에서의 저항 추정의 유용성을 확인하였다.
후속연구
16 % 차이를 보였다. 이러한 결과의 차이는 격자 및 적용 난류모델에 대한 계산조건 영향으로 사료되며, 향후 경계조건과 자유표면 근처에서의 격자배치, 속도변화에 따른 트림변화등 수치해석에 있어서 구체적인 검토가 필요한 부분이다. ;
향후 본 연구에서 설계된 수직판의 연료절감 효과를 확인 하기 위한 예인수조시험 수행과 수직판의 최적과 설계를 통한 연료절감효과 극대화가 필요할 것으로 사료된다. ;
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
선박의 에너지 절감장치가 필요한 이유?
이산화탄소 배출량 제한을 의무화하는 EEDI, SEEMP 등의 국제협약에 대응하기 위하여 선박의 에너지 절감장치(ESD, Energy Saving Device) 관련 국내기술 대응이 절실하다. 본 연구는 국내 중소형 조선소의 주력선종 효율 향상의 ESD를 설계하기 위하여 유동특성 분석에 대한 연구이다.
프로펠러 상단으로 유입되는 유동을 개선하기 위하여 논문에서 분석한 것?
본 연구는 국내 중소형 조선소의 주력선종 효율 향상의 ESD를 설계하기 위하여 유동특성 분석에 대한 연구이다. 프로펠러 상단으로 유입되는 유동을 개선하기 위하여 bare hull의 선미벌브 및 빌지 주변의 유동특성을 수치해석과 모형시험을 통하여 정성적으로 분석하였으며, 선저압력 지점의 개선 및 프로펠러 상단 유입의 선미 빌지 유동 제어를 위하여 선미벌브와 빌지 사이에 수직평판을 부착하였다. 선미 선체표면 압력회복으로 전저항이 약 3.
에너지 절감 장치에 관한 연구들의 예?
Choi et al.(2009)는 프로펠러 면에 유입되는 축방향 속도분 포의 불균일성을 완화시키는 와류생성기(vortex generator)를선박에 부착하여 수치적 방법으로 속도성능 추정 방안을 제안하였고, Park et al.(2009)은 선미에 유동제어평판을 부착하여 평판의 역할을 수치해석 관점으로 유동특성 분석으로 접근하였다. 유동제어평판 부착 위치 변화에 따라 개선된 프로펠러 상단유동을 확보할 수 있었다.
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