The Prediction of Hydrodynamic Forces Acting on Ship Hull Undergoing Lateral Berthing Maneuver Using CFD

CFD을 이용한 선박 접이안시 유체력 추정에 관한 연구

In order to evaluate properly ship motion relating to the berthing maneuver, the hydrodynamic forces acting on ship hull in berthing maneuver need to be estimated rightly. CFD has been employed for time-domain simulation of transient flow induced by Wigley model moving laterally from rest in shallow water. The numerical solutions successfully captured not only the characteristics of the transitional hydrodynamic forces but also some interesting features of the flow field around a berthing ship according to the water depth. In this paper, the consideration is carried out on the approximate formula based on the CFD results, which can estimate hydrodynamic forces especially lateral drag coefficient starting from the rest to the uniform movement.

대형 유조선 접이안시 발생하는 비정상 운동을 이해하기 위해서는 천수역에서 작용하는 유체력의 크기와 성질을 명학히 파악해야 한다. 본 논문에서는 수식선형인 wigley 선형을 대상으로 수심과 가속도에 따른 유체력 변화에 대해 CFD를 이용하여 직접 시간영역에서 수치 계산을 행하였다. 또한 계산 결과를 수조 실험결과와 비교하여 CFD의 타당성 및 유효성을 검증하였다. CFD의 계산 결과는 선박 접이안시 선체에 작용하는 유체력의 산출은 물론이고 선체 주위 물리적 현상이나 유장 등의 특징을 상세히 파악할 수 있었다. 또한 수심과 가속도를 변수로 행한 계산 결과를 바탕으로 최초 정지상태에서 등속운동까지의 과도 횡력을 선체 이동속도에 이동거리를 곱한 순환함수의 개념을 이용하여 모델화하였다.