Numerical Representation of Hull Form Using Modified Cubic Spline

Modification Cubic Spline에 의한 선체형상의 수치적 표현

Hull form can be described numerically by two approaches, one is to describe a hull form with a set of curves("curve approach"), and the other is to describe it with surfaces directly("surface approach"). This paper describes the numerical definition scheme of hull form using curve approach method which defines the hull form by a set of curves consisting of 2-dimensional transverse section curves and 3-dimensional longitudinal curves. A set of curves in the hull form definition scheme is described by the modified cubic spline which modified the general parametric cubic spline in order to ensure a very smooth curvature distribution within the curve segment even though a curve segment has large tangent angle at its end points. Illustrative examples are given showing the application of the method to represent the hull form of SWATH ship and oceanographic research vessel. Also, examples for hull form transformation are shown by using this method connected with transformation technique.

선체형상의 수치적 표현방법에는 선형을 구성하고 있는 일련의 곡선들을 이용하여 선형을 표현하는 curve approach와 선형을 직접 surface로 수식 처리하여 선형을 정의하는 surface approach가 있다. 본 논문에서는 2차원 곡선인 transverse section curve와 3차원 곡선인 longitudinal curve로 구성되는 곡선군들에 의해 형성되는 곡면요소를 수학적으로 처리하여 선체형상을 정의하는 curve approach방법에 대해 기술하였다. 형상 표면에 사용된 곡선 형태는 일반적인 parametric cubic spline을 보완한 modified cubic spline으로서 이 spline형태는 곡선 segment의 양 끝점에서의 접선 각도가 클 경우에도 아주 부드러운 곡률 분포를 얻을 수 있게 하기 때문에 선박 계산뿐만 아니라 유체동역학적 계산을 위한 선형 정의용으로 사용 가능할 정도의 정확성을 가진 기본 설계용 선형정의 결과를 얻을 수 있었다. 응용 예로서 SWATH 선형과 해양 조사선 선형을 표현한 결과를 보였으며, 본 선형 정의 방법을 선형 변환 기법과 연결하여 설계 요구 조건에 적합한 선형을 얻기 위한 선형 변환 예도 보였다.