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이중 모형 해석을 통한 선박의 최적 운항 자세 도출 원문보기

EDISON SW 활용 경진대회 논문집. 제5회(2016년), 2016 Mar. 22, 2016년, pp.588 - 592  

이종현 (동아대학교 조선.해양플랜트공학과) ,  하성용 (동아대학교 조선.해양플랜트공학과) ,  이동민 (동아대학교 기계공학과) ,  최상규 (동아대학교 기계공학과) ,  신재구 (동아대학교 기계공학과)

초록
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선박의 최적 운항 자세를 찾기 위해 자유 수면을 포함한 저항 해석을 수행할 경우 많은 격자를 이용한 비정상 해석으로 인해 계산 시간이 오래 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 이를 개선하여 이중 모형을 이용한 정상 해석을 통해 보다 효율적으로 선박의 최적 운항 자세를 도출하는 방법을 연구하였다. KCS를 대상선으로 선정하여 설계속도(24knots)와 저속(15knots)인 경우에 대하여 평형 상태 및 선수/선미 트림 상태에서 이중 모형 수치해석을 수행하고 기존의 연구결과와 비교하였다. 그 결과 자유수면 유무와 속도에 상관없이 선체 자세에 따른 저항 값은 동일한 경향을 갖는 것을 확인하였다. 하지만 저속일 경우 트림조건에 따른 저항의 변화의 폭에서 차이를 보였으며, 이는 압력저항에 기인한 것이다. 따라서 이중 모형을 이용한 저항 해석은 압력저항의 변동이 큰 경우에는 적용되기 어렵다는 한계점이 있다. 하지만 마찰 저항이 주요한 경우에 적용되어 계산효율을 획기적으로 높일 수 있으며, 정성적인 경향을 제시할 수 있는 타당한 방법이라 사료된다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 자유 수면을 고려한 기존의 비정상 유동 해석은 120만개 이상의 격자를 사용하여 약 15,000회의 반복 계산이 필요한 반면, 이중 모형을 활용할 경우 40만개 정도의 격자를 이용하여 500회의 반복 계산만으로 저항 추정이 가능하므로 매우 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 EDISON에서 제공하는 선박 저항 성능 추정 해석자 (SNUFOAM_Ship_Resistance)를 활용하여 이중 모형을 통한 정상 유동 해석을 수행함으로써 트림 각도에 따른 저항의 차이를 살펴보고자 한다. 또한 자유 수면을 고려한 저항 결과와 비교함으로써 선박의 최적 운항 자세를 도출하기 위해 이중 모형의 정상 유동 해석이 활용 가능한지 검토해 보았다.
  • 따라서 본 연구에서는 EDISON에서 제공하는 선박 저항 성능 추정 해석자 (SNUFOAM_Ship_Resistance)를 활용하여 이중 모형을 통한 정상 유동 해석을 수행함으로써 트림 각도에 따른 저항의 차이를 살펴보고자 한다. 또한 자유 수면을 고려한 저항 결과와 비교함으로써 선박의 최적 운항 자세를 도출하기 위해 이중 모형의 정상 유동 해석이 활용 가능한지 검토해 보았다.
  • 본 연구에서는 EDISON에서 제공하는 선박 저항 성능 추정 해석자를 활용하여 KCS의 이중 모형에 대해 정상 유동 해석을 수행함으로써 트림 각도에 따른 저항의 차이를 살펴보았다. 선체 표면의 격자를 제어하기 위해 정렬 격자를 사용하였으며, 실선 평형 상태 및 1.
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