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논문 상세정보

선박 주기관에 의한 횡진동 저감을 위한 구조보강 연구

A Study on the Structural Reinforcement for the Reduction of Transverse Vibration by Ship's Main Engine

초록

다양한 형태의 선체 진동 중, 선체 선미 및 거주구의 횡방향 진동은 대부분 주기관의 횡기진력으로부터 유발되는데, 주기관과 연결된 주변 구조물과의 공진이 발생 할 수 있으므로 공진회피 설계가 반드시 필요하다. 공진 회피를 위한 가진 주파수는 주기관 및 프로펠러 사양으로부터 추정 가능하나, 기관실 주변 구조물의 고유 진동수는 형상의 다양성 등에 의해 추정이 쉽지 않고 경험을 위주로 한 방진 설계가 수행되고 있는 현실이며, 이로 인해 시운전 중에 발생하는 진동 문제는 공정지연, 현장 인력의 과다 투입 및 설계의 반복 수행 등 많은 문제점이 발생하고 있다. 본 연구에서는8,600TEU급 컨테이너선을 대상으로 유연한 설계를 위해 선체 구조배치의 변경 없이 주기관만 12기통에서 10기통으로 변경하는 경우에 대해 주기관 횡진동에 의한 공진 문제를 다루었다. 연구 결과로서, 주기관 횡기진력과 기관실 주변 구조와의 공진 회피를 위한 효율적인 구조보강 설계지침을 제시하였으며, 설계 현장의 실제적인 방진설계 지침으로 활용이 기대된다.

Abstract

Transverse vibrations of a ship's aft end and deckhouse are mainly induced by transverse exciting forces from the main engine. Resonance should be avoided in the initial design stages when there is a prediction of resonance between the main engine and transverse modes of the deckhouse. Estimates of frequencies for resonance avoidance are possible from the specifications of the main engine and propeller, but the inherent vibration frequency of the structure around the engine room is not easy to estimate due to the variation in the shape. Experience-oriented vibration design is also carried out, which results in many problems, such as process delay, over-injection of on-site personnel, and iterative performance of the design. For the flexible design of 8,600 TEU container vessels, this study addressed the resonance problem caused by the transverse vibration of the main engine when only the main engine was changed from 12 cylinders to 10 cylinders without modification of the hull structure layout. Efficient structural reinforcement design guidelines are presented for avoiding resonances with the main engine lateral vibration and the structure around the engine room. The guidelines are expected to be used as practical design guidelines at design sites.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주기관 스웨이 브레이싱(sway bracing of main engine)
주기관 스웨이 브레이싱(sway bracing of main engine)을 두가지로 분류하시오
기계식(mechanical type)과 유압식(hydraulic type)의 두 가지

주기관 스웨이 브레이싱(sway bracing of main engine)은 기계식(mechanical type)과 유압식(hydraulic type)의 두 가지가 있으며, 대형엔진에서는 Fig. 2에 보인 유압식이 주로 사용된다.

공진회피 설계
공진회피 설계가 필요한 이유는 무엇인가?
다양한 형태의 선체 진동 중, 선체 선미 및 거주구의 횡방향 진동은 대부분 주기관의 횡기진력으로부터 유발되며, 주기관과 연결된 주변 구조물과의 공진이 문제될 수 있으므로

다양한 형태의 선체 진동 중, 선체 선미 및 거주구의 횡방향 진동은 대부분 주기관의 횡기진력으로부터 유발되며, 주기관과 연결된 주변 구조물과의 공진이 문제될 수 있으므로 공진회피 설계가 반드시 필요하다.

선박 운항연비 개선
선박 운항연비 개선을위해 고효율 주기관, 선체구조 경량화를 진행하는데, 여기에 따른 문제점은 무엇인가?
고효율의 주기관과 경량화된 선체에서는 실적선에 비하여 상대적으로 높은 수준의 진동 발생 가능성

고효율 선박에 대한 선주사들의 관심이 고조됨에 따라, 조선소는 선형 변경, 고효율 주기관(main engine) 채택 및 선체구조 경량화 등 선박 운항연비 개선을 위해 노력하고 있다. 하지만 고효율의 주기관과 경량화된 선체에서는 실적선에 비하여 상대적으로 높은 수준의 진동 발생 가능성이 있으므로, 기진원 자체, 기진원 주변구조 및 선박 거주구의 진동제어가 더욱 중요해지고 있다.

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