On the Hydrodynamic Forces acting on a Partially Submerged Bag

부분적으로 물에 잠긴 백에 작용하는 유체역학적 힘

The hydrodynamic problem is treated here when a pressurized bag is submerged partially into water and the end points of it oscillate. SES(Surface Effect Ship)has a bag filled with pressurized air at the stern in order to prevent the air leakage, and the pitch motion of SES is largely affected by the hydrodynamic force of the bag. The shape of a bag can be determined with the pressure difference between inside and outside. Once the hydrodynamic pressure is given, the shape of a bag can be obtained, however in order to calculate the hydrodynamic pressure we should know the shape change of the bag, and vice versa. Therefore the type of boundary condition on the surface of a bag is a moving boundary like a free surface boundary. In this paper, the formulation of this problem was done and linearized. The calculation scheme for the radiation problem of an oscillating bag is shown in comparison with the case that the bag is treated as rigid body. The hydrodynamic forces are calculated for various values of the pressure inside the bag and the submerged depth.

압력이 차 있는 백이 물에 부분적으로 잠겨서 동요하고 있을 때의 유체역학적 문제가 다루어졌다. 쌍동형 공기부양선(SES)의 선미에는 공기의 유출을 막기위해 공기압이 채워진 백을 설치하고 있는데, 백에 의한 힘이 종동요에 큰 영향을 미친다. 백의 모양은 안과 밖의 압력차에 의해서 결정되므로, 유체동압력을 구하면 백의 모양을 알 수 있는데, 백의 모양변화를 알아야지만 유체동압력을 구할 수가 있다. 따라서 백 표면에서의 경계조건의 형태는 자유표면 경계와 더불어서 움직이는 경계가 된다. 본 논문에서는 이 문제를 정식화하고 선형화를 하였다. 또한 백이 동요할 때의 방사문제에 대한 계산예를, 백을 강체로 가정했을 때의 비교하여, 보여주고 있다. 여러가지의 백내의 압력값, 또 물에 잠긴 깊이에 대해서 계산이 이루어졌다.