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논문 상세정보

선수 규칙파 중 KCS의 부가저항 및 운동성능 수치해석

Numerical Simulations of Added Resistance and Motions of KCS in Regular Head Waves

Abstract

As the International Maritime Organization (IMO) recently introduced the Energy Efficiency Design Index (EEDI) for new ships building and the Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI) for ship operation, thus an accurate estimation of added resistance of ships advancing in waves has become necessary. In the present study, OpenFOAM, computational fluid dynamics libraries of which source codes are opened to the public, was used to calculate the added resistance and motions of the KCS. Unstructured grid using a hanging-node and cut-cell method was used to generate dense grid around a wave and KCS. A dynamic deformation mesh method was used to consider the motions of the KCS. Five wavelengths from a short wavelength (${\lambda}/LPP=0.65$) to a long wavelength (${\lambda}/LPP=1.95$) were considered. The added resistance and the heave & pitch motions calculated for various waves were compared with the results of model experiments.

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온실가스의 양을 규제
온실가스의 양을 규제하기 위해 IMO가 도입한 것은?
기존의 운항중인 선박에 대해서는 선박운항 연비지표(Energy Efficiency Operational Indicator, EEOI), 신조선 설계에 대해서는 선박제조 연비지수(Energy Efficiency Design Index, EEDI)를 도입

최근 전 세계적으로 온실가스 배출량 감축을 위한 친환경 운동에 대한 관심이 증가하고 있다. 국제해사기구(IMO)는 선박에서 대기로 방출하는 온실가스의 양을 규제하기 위해 기존의 운항중인 선박에 대해서는 선박운항 연비지표(Energy Efficiency Operational Indicator, EEOI), 신조선 설계에 대해서는 선박제조 연비지수(Energy Efficiency Design Index, EEDI)를 도입하였다. 이에 따라 조선 및 해운 업계에서는 선박 연료 및 운항 효율에 관심을 가지기 시작하였으며 부가저항을 감소시키는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다.

부가저항 추정에 관한 수치적인 방법
부가저항 추정에 관한 수치적인 방법은 어떤 방법들이 있는가
Far-field 방법 (Gerritsma & Beukelman, 1972), Near-field 방법 (Faltinsen, et al., 1980), Rankine panel 방법 (Joncquez, et al., 2008; Kim & Kim, 2011)이 지속적으로 연구되고 있다.

부가저항 추정에 관한 수치적인 방법으로는 주로 포텐셜 이론에 기반하여 진행되었다. Far-field 방법 (Gerritsma & Beukelman, 1972), Near-field 방법 (Faltinsen, et al., 1980), Rankine panel 방법 (Joncquez, et al., 2008; Kim & Kim, 2011)이 지속적으로 연구되고 있다. Seo, et al.

부가저항
부가저항이란?
선박이 실제 해상에서 운항하는 경우 파랑이나 바람에 의해 받는 저항

이에 따라 조선 및 해운 업계에서는 선박 연료 및 운항 효율에 관심을 가지기 시작하였으며 부가저항을 감소시키는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 부가저항이란 선박이 실제 해상에서 운항하는 경우 파랑이나 바람에 의해 받는 저항을 의미하며, 일반적으로 부가저항은 정수 중에서 운항 대비 약 15~30%까지 커지는 경우도 발생한다 (Arribas, 2007). 따라서 신조선 설계 단계에서 선박의 운항 효율을 향상시키기 위해 실제 운항 상태에서의 정확한 선박의 저항 성능을 추정하고 이에 대한 부가저항을 정확히 예측하고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다.

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