[논문]수치해석을 통한 고속활주선의 횡방향 Step적용 위치에 따른 높이에 관한 연구

김병재; 김상원; 박근홍; 서광철; 이경우; 조대환

수치해석을 통한 고속활주선의 횡방향 Step적용 위치에 따른 높이에 관한 연구
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김병재 (목포해양대학교 대학원) , 김상원 (목포해양대학교 대학원) , 박근홍 (목포해양대학교 대학원) , 서광철 (목포해양대학교 대학원) , 이경우 (목포해양대학교 대학원) , 조대환 (목포해양대학교 기관시스템공학부)

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

문제 정의

본 연구에서는 CFD해석을 이용하여 Begovic and Bertorello(2014) 에서 수행한 모형시험 모델인 Warped Hull 2를 이용하여 수치해석 기법과 결과비교를 통해 정확성을 확인하고 Warped Hull 2에서 Step을 길이방향으로 적용시켰을 때 효과적인 위치를 확인하기 위해 연구를 수행하였다.

제안 방법

따라서 Step을 적용하기 위해 많은 모형시험이 필요하며 큰 부담이다. 이 점을 개선하고자 수치해석인 CFD를 이용하여 시간과 금전적인 부분에서 큰 부담을 덜기위해 연구를 하였다.

성능/효과

해석결과 2%B의 높이는 모든 구간에서 침수표면적의 증가로 인해 총 저항이 증가함을 확인하였다. 3%B이상에서 Step의 효과를 보이는 것으로 확인하였다. 또한 1.
5B 구간이 있음을 확인하였다. 그리고 2.25B부터 3%B의 침수표면적이 증가로 총 저항이 증가하며 2.5B에선 4%B의 높이가 총 저항이 증가함을 발견하였다.
5B구간에서 침수표면적의 감소가 아닌 항주자세인 Trim값의 변화로 인해 총 저항이 감소된 것을 확인하였다. 따라서 항주자세가 변동이 없는 유효한 위치인 1.75B ~ 2.5B 구간이 있음을 확인하였다. 그리고 2.
3%B이상에서 Step의 효과를 보이는 것으로 확인하였다. 또한 1.0B ~ 1.5B구간에서 침수표면적의 감소가 아닌 항주자세인 Trim값의 변화로 인해 총 저항이 감소된 것을 확인하였다. 따라서 항주자세가 변동이 없는 유효한 위치인 1.
위 연구결과를 통해 본 대상선박에서 Step으로서 작용하는 위치를 확인하였다. 또한 특정 위치를 넘어갈 경우 Step의 효과가 없는 높이가 생기는 것을 확인하였다.
해석결과 2%B의 높이는 모든 구간에서 침수표면적의 증가로 인해 총 저항이 증가함을 확인하였다. 3%B이상에서 Step의 효과를 보이는 것으로 확인하였다.

후속연구

위 결과들을 통해 선행연구에서 이루어진 모형실험에서 나타난 문제점들을 수치해석에서 확인할 수 있었다. 또한 수치해석을 이용하여 Step을 적용 시 다수의 모형실험 대신 대략적인 Step의 위치와 높이를 판단할 수 있을 것으로 판단된다.

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