과도응답법(過渡應答法)을 이용한 조종미계수(操縱微係數)의 추정(推定)에 관한 연구(硏究)

The Linear Stability Derivatives by the Transient Maneuvering Method

선박의 방향안정성 등을 논할 때 필요하게 되는 선형조종미계수에 대해서는 이론적, 실험적으로 그 추정법이 제안되고 있다. 이중, 실험적 방법은 모형선에 규칙적인 강제동요를 시켜서 원하는 값들을 구하고 있으나, 한규칙 동요에 대해서 그 주파수에 대한 값만 나오므로 넓은 범위의 운동주파수에 걸쳐 미계수의 값들을 얻고자 할 때는 방대한 회수의 실험을 행해야 한다, 이러한 단점을 개선하기 위해 고안된 것이 본 논문에서 취급하는 Transient Maneuvering Method(TMM)로서, 기본원리는 모형에게 과도적 운동을 시켜 그로 인한 동유체력을 계측하고 이를 Fourier 변환하므로서 여러가지 주파수에 대한 미계수의 값을 얻게 되는 것이다. 종래의 이 분야 연구자들은 모형을 움직일 때 전동모터를 사용했으나 모터를 사용할 경우 원하는 과도 운동을 충분히 시킬 수 없으므로 본 논문에서는 유압 펌프를 사용하여 좋은 효과를 얻었다. 그 외에도 입력신호를 다소 개량하여 최종결과의 S/N비를 개선하는데 성공하였다. 실험에 사용한 모델은 Todd의 계열 60(Cb=0.7) 2M급이고, 이 결과를 종래의 PMM 시험결과와 비교하였다.

To obtain the values of linear stability derivatives, both analytical and experimental methods are now proposed and in use. The experimental method is well known as the planar motion mechanism(PMM) test. Its concept is to drive the model with a prescrived frequency and amplitude of the motion and pick up the hydrodynamic forces. But this kind of method is inconvenient in case we want to know the stability derivatives in wider range of the frequencies. So a different method is attempted that with one test run, we can get the derivatives in wider range of the frequencies. This technique forces the impulsive motion on the model, using the power of the oil pressure pump. This kind of method was originated by Scragg, C.A., Cummins, W.E, or Frank, T., This resarch is a further development of such preceding works. Todd's series 60(Cb=0.7) 2.00M model is chosen for the test and the results are compared with Van Leeuwen's famous PMM test results.