비대칭 고속 쌍동선의 선미터널 출구영역의 경사각 변화에 따른 저항성능 및 항주자세 분석

The Comparison on Resistance Performance and Running Attitude of Asymmetric Catamaran Changing Angle of Inclination of Tunnel Stern Exit Region

본 연구에서는 선미 터널을 적용한 비대칭 고속 쌍동선을 수치해석 기법을 통해 선체의 유체동역학적 성능을 평가하였다. 선미터널 형상은 터널 출구 형상에 경사각에 따라 구분하였으며, 총 3가지 형상($0^{\circ}$, $3^{\circ}$, $6^{\circ}$)을 사용하였다. 결론적으로, 저항성능의 경우, 전 속도 구간에서 $0^{\circ}$ 경사각의 선미터널은 기존 대비 4.8-17.9% 감소한 것을 확인하였다. 하지만 $3^{\circ}$와 $6^{\circ}$경사각을 가진 선미터널은 각각 기존대비 5-14%와 5-29%의 저항이 증가하는 것을 확인하였다. 이와 달리, 트림각의 경우, $0^{\circ}$경사각은 전 속도구간에서 기존선형과 유사한 경향을 보였으나, $3^{\circ}$와 $6^{\circ}$경사각의 경우 각각 FnV=1.54이후에서 평형상태 유지 및 계속적인 감소 형태를 보였다. 이와 같은 형상은 터널 출구 영역에 경사각을 증가하는 것이 저항성능 측면에서 다소 악영향을 발생하지만 운항성능 측면에서는 기존대비 개선됨을 보여준다.

In this research, tunnel stern was applied on the asymmetric high-speed catamaran to evaluate vessel's hydrodynamic performance by numerical method, and the tunnel stern types are distinguished by angle of inclination of tunnel exit region into 3cases ($0^{\circ}$, $3^{\circ}$ and $6^{\circ}$). Consequently, it is confirmed that the total resistances of tunnel stern which have $0^{\circ}$ of inclination are lower about 4.8-17.9% than the bare hull in the wide speed range, but those of $3^{\circ}$ and $6^{\circ}$ of inclination tunnel stern are higher than bare hull about 5-14% and 5-29%, respectively. On the other hand, trim angles of $0^{\circ}$ of inclination tunnel stern show similar trend with those of bare hull in whole ranges of FnV but those of $3^{\circ}$ and $6^{\circ}$ of inclination tunnel stern are stabilized and declined respectively after FnV=1.54. These phenomena indicated that increasing angle of inclination of tunnel exit region had negative influence on resistance performance, however, it could make vessel's operation performance better than bare hull.