차량운반선의 거주구와 선미의 연성진동문제 및 방진대책

A Vibration Problem and Countermeasures for the Deck House and Stern of a Ro/Ro Ship

본 논문에서는 한 차량운반선에서 발생했던 진동문제와 그 해결과정에 대하여 연구하였다. 선박의 거주구를 포함한 선미부 전체가 프로펠러의 날개주파수와 공진하는 매우 규모가 큰 진동문제였다. 일반적으로 차량운반선은 구조적 특성때문에 진동에 취약한 것으로 알려져 있다. 본 선박은 일반차량운반선과는 달리 트레일러, 특수차량 및 비정형 대형화물을 위한 선박이기 때문에 거주구 하부 및 화물창 내부에 횡격벽과 기둥이 전혀 없는 구조적 특징을 갖고있다. 이외에 과도진동의 원인이라고 생각되는 여러가지 구조적인 문제점을 살펴보았고 향후의 방진설계를 위한 개선대책을 검토하였다. 실선계측을 통한 진동양상의 파악과 유한요소해석을 통해 예측된 여러 보강안들의 효과를 비교 검토한 후에 비교적 적은 보강재를 사용하여 진동레벨을 50-80% 감소시킨 성과를 얻었다. 아울러 강제진동응답, 구조보강의 효과 그리고 화물적재에 따른 진동특성의 변화에 대해 실선계측치와 유한 요소해석의 결과를 비교 검토하였다.

The coupled vibration of the deck house and stern structure, which was experienced on a 12,900 TDW Ro/Ro ship, has been studied. It was a large-scale vibration problem where the structure resonates with the propeller excitation at the first blade passing frequency. After discussing the structural characteristics of the ship, the vibration characteristics measured ducting the sea-trial are presented and compared with the analysis results which are based on a 3 dimensional finite element(FE) model. The FE model is also used to verify various reinforcement options and to predict their effectiveness. A substantial reduction or the vibration was confirmed during the sea-trial after installing a few selected reinforcement. The forced vibration response, which is computed using the FE model, is compared with the measured data. The change of the vibration characteristics according to loading conditions is also studied.