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문제 정의
- 본 연구에서는 구조강도 설계에 필요한 green water 설계 충격하중의 산출과정을 독자적으로 정립하고, 고속선박의 선수갑판 위 상자형 구조물을 대상으로 그 계산예를 보였다. 주요 사항들은 다음과 같다.
가설 설정
- ,1989)을 수행하였고, 그 결과를 Table 2에 보인다(T1은 파의 평균주기, ITTC 파 스펙트럼과 코사인 제곱 분산함수를 사용함). 대상 선박과 유사한 선박들의 경우 통상 갑판침수 및 슬래밍에 의한 운항한계를 시간당 발생횟수 20～30회 정도 (Beck, et al., 1989)로 정하므로 본 연구에서는 시간당 25회 발생을 운항한계로 가정하였다. Table 2의 Case 1～4는 이 운항한계에 의해 최대 선속이 결정되었으며, Case 1에서 7.
- Green water 유동 시뮬레이션시 좌우현을 전통하거나 이에 준하는 구조물은 적절한 경계조건을 부여하여 그 영향을 고려할 필요가 있으나, 여유를 갖는 안전한 하중의 산출을 위해 갑판 위 장비 및 중소형 구조물들의 영향은 고려하지 않았다. 본 연구의 유동 시뮬레이션에서는 선교전면(선수갑판 후단)에서만 파가 완전반사 되는 것으로 가정하였다.
- 본 연구에서는 green water 설계파 산정시 선수에서의 상하방향 상대운동의 설계극한값(design extreme value, 초과 확률이 1%인 응답값)을 기준으로 설계파를 산정하였으며, 6가지 해상상태에 대한 설계파 계산 결과를 Table 3에 보인다. 상대운동 해석이론으로 역시 선형 스트립법을 사용하였으며, 설계극한값 계산시 해상상태 (또는 운항상태) 지속시간은 대상 선박이 연안에서 운영됨을 감안하여 2시간으로 가정하였다(통상 대양항해 상선의 경우 3시간을 기준으로 함).
- 이 선박은 유의파고(significant wave height, H1/3) 4.0 m 이하 해상에서 생존가능, 유의파고 3.0 m 이하 해상에서 운용 가능, 유의파고 1.25 m 이하 해상에서 정상운항이 요구된다고 가정하기로 한다. 유의파고 3.
- 파의 입사방향은 green water 충격이 가장 큰 선수파(μ =180o)로 정하였다.
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