A Numerical Simulation of Ship Waves by Finite Difference Method

유한차분법에 의한 임의 선체주위의 조파 Simulation

A finite difference method based on MAC method is used to simulate free-surface waves around a ship. Euler equations and continuity equation are differentiated using the forward time and central space, and solved by time marching scheme. By the employment of variable mesh system in horizontal and vertical direction, the numerical accuracy of wave simulation results is grossly improved. To verify the improvement of numerical accuracy, some numerical simulations are accomplished for Wigley, Series 60($C_{b}$=0.6) and a bulk carrier model. The computational results are compared to the various experimental data and show good agreements.

일정속도로 항주하는 배에 치하여 생성되는 파를 유한차분법을 이용하여 수치적으로 시뮬레이션 하였다. 지배방정식으로는 3차원 운동량방정식(Euler Eq.)과 연속방정식을 사용하였으며, 직교 좌표 계상에서의 수치계산은 FTCS(forward time/central space)로 차분화하고 시간전진 방법(time marching scheme)으로 수행하였다. 좌표계로 staggered variable mesh system을 채용하여 기존의 계산조직을 개선하므로써, 유체 유동의 변화가 심한 선체주위에 계산 정도를 높이기 위하여 cell을 집중시켰다. 개선된 전산프로그램을 이용하여 Wigley, Series 60($C_{b}$=0.6), 그리고 MS416B 산적화물선 선형등을 대상으로 수치계산을 수행하였으며, 그 결과들을 실험값과 비교하였다.