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실선 스케일 CFD 해석 기반 트림 탭이 부착된 고속선의 유체동역학적 성능 분석
A Study on the Hydrodynamic Performance of High-Speed Vessel with Trim Tab Using Full-Scale CFD Simulation 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.27 no.5, 2021년, pp.656 - 665  

이종현 (동명대학교 조선해양시뮬레이션센터) ,  박동우 (동명대학교 조선해양공학부)

초록
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본 연구에서는 Froude 수 1.0, 길이 약 10 m 급 소형 고속선의 저항성능과 승선감을 향상시키기 위해 선미 끝단에 트림 탭을 부착하여 항주자세를 제어하였고, 트림 탭의 제원에 따른 성능을 확인하기 위해 CFD 해석을 수행하였다. 먼저 선행 연구로부터 수치해석이 수행되는 스케일에 따라 결과에 차이가 있는 것이 확인되었고, 이를 피하고자 실선 스케일에서의 해석을 수행하였다. 부착된 트림 탭의 코드 길이는 LPP의 0.5, 1.0, 1.5 %였으며, 선저 면과의 각도는 5° 간격으로 변화를 주었다. 트림 탭은 선박의 선미트림과 부상량을 감소시키는 효과가 있었으며, 이 효과는 트림 탭의 선저 면과의 각도가 클수록, 코드 길이가 길수록 증가하였다. 이로 인해 압력저항은 감소하고 전단저항은 증가하였으며, 두 성분의 변화량에 따라 전 저항 저감율이 결정되었다. 결과로부터 대상 선박의 최적 항주자세는 약 1.5°의 선미트림으로 특정되었고, 이때 저항성능은 약 27 % 개선되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, trim tabs were attached to end of stern hull of a small high-speed vessel of length approximately 10 m and Froude number 1.0 to improve resistance performance and passenger comfort. Before computational fluid dynamics (CFD) simulations to assess the performance according to various ge...

주제어

#소형 고속선   #트림 탭   #항주자세   #저항성능   #실선 수치해석   #전산유체역학  

참고문헌 (16)

  1. Arolla, S. K. and P. A. Durbin(2013), Modeling Rotation and Curvature Effects within Scalar Eddy Viscosity Model Framework, International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 39, pp. 78-89. 

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  3. Courant, R., K. Friedrichs, and H. Lewy(1967), On the Partial Difference Equations of Mathematical Physics, International Business Machines Corporation(IBM) Journal of Research and Development, Vol. 11, No. 2, pp. 215-234. 

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  5. Ferziger, J. H. and M. Peric(2002), Computational Methods for Fluid Dynamics, 3rd Edition, Springer, Germany, pp. 292-294. 

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  10. International Towing Tank Conference(ITTC)(2014), Practical Guidelines for Ship CFD Applications, Practical Guidelines for Ship CFD Applications, 7.5-03-02-03, pp. 16. 

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  12. Lee, J. H. and D. W. Park(2021), A Study on the Scale Effect and Improvement of Resistance Performance Based on Running Attitude Control of Small High-Speed Vessel, Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, Vol. 27, No. 4, pp. 538-549. 

  13. Niklas, K. and H. Pruszko(2019), Full Scale CFD Seakeeping simulations for Case Study Ship Redesigned from V-shaped Bulbous Bow to X-bow Hull Form, Applied Ocean Research, Vol. 89, pp. 188-201. 

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  14. Sarkar, S. and L. Balakrishnan(1991), Application of a Reynolds-stress Turbulence Model to the Compressible Shear Layer, American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Journal, Vol. 29, No. 5, pp. 743-749. 

  15. Spalart, P. R. and C. L. Rumsey(2007), Effective Inflow Conditions for Turbulence Models in Aerodynamic Calculations, American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) Journal, Vol. 45, No. 10, pp. 2544-2553. 

  16. Todd, F. H.(1957), Skin Friction and Turbulence Stimulation, Proceedings of the 8th ITTC Conference, Madrid, September 1957, pp. 71-227. 

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