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논문 상세정보

선박 조종성능 연구를 위한 선체형상 파라메터와 유체력미계수와의 관계분석

The study on ship's manoeuvrability through the analysis of the relationship of between hydrodynamic coefficient and ship hull parameter

초록

연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기존의 기본적인 선박제원 중 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 이를 활용하면,초기 선형 설계시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract

This study was carried out to examine the prediction of ship's manoeuvrability in initial design stage. New parameter representing basic hull form and stern shape were proposed. Captive model test were carried out to investigate the correlation coefficient between hydrodynamic coefficient and hull parameter. The results showed which parameter are positive correlation with hydrodynamic coefficient. Moreover correlation was examined between sternhull shape and ship's manoeuvrability. These results can be used to predict a ship's manoeuvrability in initial design stage.

본문요약 

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법
  • - 제시된 선미형상 파라메터를 이용하여, 유체력 미계수에 대한 경험 추정식을 제안하였다.

    - 제시된 선미형상 파라메터를 이용하여, 유체력 미계수에 대한 경험 추정식을 제안하였다.

  • - 제안된 유체력미계수 추정식의 유용성을 확인하기 위하여, 기존 연구의 추정식과 비교 분석하여 그 효용성을 확인하였다.

    - 제안된 유체력미계수 추정식의 유용성을 확인하기 위하여, 기존 연구의 추정식과 비교 분석하여 그 효용성을 확인하였다.

  • 더불어, 선미형상을 반영할 수 있는 파라메터를 새롭게 도입 적용하였다.

    이를 기본적으로 사용함으로써, 새로 도입된 추정식이 범용성을 갖도록 하였다. 더불어, 선미형상을 반영할 수 있는 파라메터를 새롭게 도입 적용하였다. 선미형상이 변화하는 두 선박의 비교분석에는 선미형상이 반영된 주정식을 사용할 수 있도록 하였다.

  • 본 연구에서도 이러한 연구의 일환으로 수행되었으며, 선미형상의 다양한 파라메터를 찾아내고, 이를 바탕으로 초기 설계단계에서 조종성능을 추정할 수 있는 추정식을 제안하였다.

    본 연구에서도 이러한 연구의 일환으로 수행되었으며, 선미형상의 다양한 파라메터를 찾아내고, 이를 바탕으로 초기 설계단계에서 조종성능을 추정할 수 있는 추정식을 제안하였다. 지금까지 알려져 왔던 선미형상을 나타내는 파라메터 이외에 새로운 파라메터를 제시하였으며, 이를 이용하여, 조종 운동방정식의 유체력 미계수에 대한 새로운 경험적 추정식을 제시하였다.

  • 선박의 기본적인 제원과 선미형상 파라메터를 이용하여, 유체력 미계수에 대한 경험적 추정식을 제안하였다.

    선박의 기본적인 제원과 선미형상 파라메터를 이용하여, 유체력 미계수에 대한 경험적 추정식을 제안하였다. 유체력 미계수 추정식을 도입하는데 있어서, 공통적으로 사용한 파라메터는 기본적인 선박제원인 Cb/(L/d), k(=2d/L) 등 이다.

  • 우선 기본적인 선박제원 그룹과 선미형상 파라메터 그룹간의 차이를 알아보기 위해, 중요 선박제원 및 중요 선미형상 파라메터에 대한 상관도 분석 결과를 그림 및 테이블로 표시하였다.

    위한 상관도 분석이 행하여 졌다. 우선 기본적인 선박제원 그룹과 선미형상 파라메터 그룹간의 차이를 알아보기 위해, 중요 선박제원 및 중요 선미형상 파라메터에 대한 상관도 분석 결과를 그림 및 테이블로 표시하였다.

  • 이렇게 도입된 파라메터와 유체력 미계수의 상관도 분석을 수행하였다.

    이렇게 도입된 파라메터와 유체력 미계수의 상관도 분석을 수행하였다. 사용된 유체 력미계수는 삼성중공업에서 수행된 PMM실험에 얻은 값이다.

  • 이를 기본적으로 사용함으로써, 새로 도입된 추정식이 범용성을 갖도록 하였다.

    파라메터는 기본적인 선박 비대도나, 흘수와 선박길이 비율을 나타내는 것으로, 오래 전부터 유체력 미계수 추정 및 조종성능 추정 파라메터로 사용된 요소들이다. 이를 기본적으로 사용함으로써, 새로 도입된 추정식이 범용성을 갖도록 하였다. 더불어, 선미형상을 반영할 수 있는 파라메터를 새롭게 도입 적용하였다.

  • 지금까지 알려져 왔던 선미형상을 나타내는 파라메터 이외에 새로운 파라메터를 제시하였으며, 이를 이용하여, 조종 운동방정식의 유체력 미계수에 대한 새로운 경험적 추정식을 제시하였다.

    지금까지 알려져 왔던 선미형상을 나타내는 파라메터 이외에 새로운 파라메터를 제시하였으며, 이를 이용하여, 조종 운동방정식의 유체력 미계수에 대한 새로운 경험적 추정식을 제시하였다. 제안된 추정식의 유효성을 검증하기 위하여, 기존 연구의 결과와 비교 검토하였다.

  • 추정식 중에서 중요 선형 유체력미계수에 대한 결과만 비교 하였다.

    결과와 비교하여 보았다. 추정식 중에서 중요 선형 유체력미계수에 대한 결과만 비교 하였다. 그림 7에서 보는 바와 같이, 기존의 추정식 중 과거 선박의 선형 데이타를 많이 쓰고 있는 Inoue식(1981)은 실험결과와 많은 차이를 보이고 있고, 선미형상 변화를 반영하고 있는 Kijima식(1999)은 보다 접근한 결과를 보여주고 있다.

대상 데이터
  • 본 연구는 선미형상에 대한 Frame Line을 U/V 타입으로 구분할 수 있는 파라메터와 Profile을 표현할 수 있는 파라메터를 구분하여 파라메터를 선정하였다.

    물론 이 파라메터는 선박제원 및 선미형상 정보를 포함하고 있어야 한다. 본 연구는 선미형상에 대한 Frame Line을 U/V 타입으로 구분할 수 있는 파라메터와 Profile을 표현할 수 있는 파라메터를 구분하여 파라메터를 선정하였다. 이를 통해 Frame line, 阮file 성질 모두가 파라메터를 통해 표현될 수 있도록 하였다.

  • 선박 11척에 대하여, 총 21 흘수의 경우에 대한 실험값이 사용되었다.

    사용된 유체 력미계수는 삼성중공업에서 수행된 PMM실험에 얻은 값이다. 선박 11척에 대하여, 총 21 흘수의 경우에 대한 실험값이 사용되었다. 도표 1은 사용된 선박의 요약을 나타내고 있다.

  • 탱커 7척에 대하여 총 12흘수, LNGC 4척에 대하여 총 9 흘수에 대한 자료이다.

    도표 1은 사용된 선박의 요약을 나타내고 있다. 탱커 7척에 대하여 총 12흘수, LNGC 4척에 대하여 총 9 흘수에 대한 자료이다.

데이터처리
  • 제안된 경험 추정식의 타당성을 살펴보기 위하여 기존의 연구 결과와 비교하여 보았다.

    제안된 경험 추정식의 타당성을 살펴보기 위하여 기존의 연구 결과와 비교하여 보았다. 추정식 중에서 중요 선형 유체력미계수에 대한 결과만 비교 하였다.

  • 제안된 추정식의 유효성을 검증하기 위하여, 기존 연구의 결과와 비교 검토하였다.

    지금까지 알려져 왔던 선미형상을 나타내는 파라메터 이외에 새로운 파라메터를 제시하였으며, 이를 이용하여, 조종 운동방정식의 유체력 미계수에 대한 새로운 경험적 추정식을 제시하였다. 제안된 추정식의 유효성을 검증하기 위하여, 기존 연구의 결과와 비교 검토하였다.

  • 회귀 분석을 하여, 추정식을 제안하기 전에 각각의 파라메터와 추정할 중요 유체력미계수에 영향을 미치는 중요 인자를 찾기 위한 상관도 분석이 행하여 졌다.

    회귀 분석을 하여, 추정식을 제안하기 전에 각각의 파라메터와 추정할 중요 유체력미계수에 영향을 미치는 중요 인자를 찾기 위한 상관도 분석이 행하여 졌다. 우선 기본적인 선박제원 그룹과 선미형상 파라메터 그룹간의 차이를 알아보기 위해, 중요 선박제원 및 중요 선미형상 파라메터에 대한 상관도 분석 결과를 그림 및 테이블로 표시하였다.

이론/모형
  • 본 연구에서는 선박의 유체력을 선체, 프로펠러, 타에 미치는 힘과 간섭효과 등을 나누어 해석하는 분리수학모형(MMG 보고세977)을 이용하였다.

    식 (1)과 같다. 본 연구에서는 선박의 유체력을 선체, 프로펠러, 타에 미치는 힘과 간섭효과 등을 나누어 해석하는 분리수학모형(MMG 보고세977)을 이용하였다.

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