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논문 상세정보

동적 중첩격자 기법을 이용한 KVLCC2의 파랑중 부가저항 및 2자유도 운동 해석

Added Resistance and 2DOF Motion Analysis of KVLCC2 in Regular Head Waves using Dynamic Overset Scheme

Abstract

In this study, the analysis of 2DOF (2 Degree Of Freedom) motion and added resistance of a ship in regular head waves is carried out using RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) approach. In order to improve the accuracy for large amplitude motions, the dynamic overset scheme is adopted. One of the dynamic overset schemes, Suggar++ is applied to WAVIS which is the in-house RANS code of KRISO (Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering). The grid convergence test is carried out using the present scheme before the analysis. The target hull form is KRISO VLCC tanker (KVLCC2) and 13 wave length conditions are applied. The present scheme shows the improved results comparing with the results of WAVIS2 in the non-inertial reference frame. The dynamic overset scheme is confirmed to give the comparatively better results for the large amplitude motion cases than the non-inertial frame based scheme.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
중첩격자계(overset grid system)
중첩격자계(overset grid system)는 어디에 주로 활용되는가?
일반적으로 프로펠러, 러더 등을 포함한 선체주위 유동과 같이 상대운동이 있는 유동장해석이나, 형상이 매우 복잡하거나 부가물 등이 부착되어 있어 단순한 형태의 격자를 생성하기 곤란하거나, 양질의 격자를 생성하기 어려운 경우

중첩격자계(overset grid system)는 일반적으로 프로펠러, 러더 등을 포함한 선체주위 유동과 같이 상대운동이 있는 유동장해석이나, 형상이 매우 복잡하거나 부가물 등이 부착되어 있어 단순한 형태의 격자를 생성하기 곤란하거나, 양질의 격자를 생성하기 어려운 경우에 주로 활용된다.

수렴성 검증
수렴성 검증을 통해 어떤 격자를 사용하는 것이 타당하다는 결과를 얻었는가?
medium 격자 수준 이상을 사용하면 총저항 계수 측면에서 격자에 따른 해의 수렴성에는 문제가 없을 것으로 생각된다. 다만 운동 측면까지 고려하면 fine 격자를 사용하는 것이 타당해 보인다

종동요의 결과에서도 coarse 격자의 결과가 다른 두 결과에 비해 차이가 큰 것을 확인할 수 있다. 따라서 medium 격자 수준 이상을 사용하면 총저항 계수 측면에서 격자에 따른 해의 수렴성에는 문제가 없을 것으로 생각된다. 다만 운동 측면까지 고려하면 fine 격자를 사용하는 것이 타당해 보인다.

다중블록 격자계
다중블록 격자계의 장단점은?
인접한 블록과 공유하는 경계에서 동일한 점을 유지하기 때문에 격자 간 자료 전달 과정에서 별도의 변환, 내삽 등의 과정을 거치지 않고 직접 전달함으로써 해의 정확도를 유지할 수 있는 장점이 있으나, 특정부분에만 격자점을 밀집시키거나 격자분포를 유연하게 조정하기 어려운 단점이 있고, 물체가 운동하는 경우에는 매 시간간격마다 격자를 재생성하거나, 비관성 좌표계를 활용하는 수밖에 없다

일반적으로 사용되는 다중블록 격자계(multi-block grid system)는 인접한 블록과 공유하는 경계에서 동일한 점을 유지하기 때문에 격자 간 자료 전달 과정에서 별도의 변환, 내삽 등의 과정을 거치지 않고 직접 전달함으로써 해의 정확도를 유지할 수 있는 장점이 있으나, 특정부분에만 격자점을 밀집시키거나 격자분포를 유연하게 조정하기 어려운 단점이 있고, 물체가 운동하는 경우에는 매 시간간격마다 격자를 재생성하거나, 비관성 좌표계를 활용하는 수밖에 없다. 격자 재생성 방법은 복잡한 3차원 형상에 적용하기 곤란하며, 비관성 좌표계를 이용하면 운동 변위가 큰 경우에 적용하는데 실용적 한계가 있다.

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