Analysis of the Flow Field around a Hydrofoil Catamaran by Using Model Experiment and Numerical Analysis

모형시험 및 수치해석을 통한 수중익쌍동선 주위의 유동장 해석

Numerical and experimental studies are carried out to analyse the resistance characteristics of a hydrofoil catamaran which is advancing on calm water with uniform speed. For the hydrofoil catamaran with modified Wigley hull which has asymmetric transverse section and transom stem, the studies are carried out for the range of Froude number 0.2 to 1.0 and the angle of attack of the hydrofoil $0.0^{\circ}$ to $3.0^{\circ}$. The model tests are carried out in the ship model basin of Inha University. Also the numerical computations using a finite difference method are performed for the simulations of fluid flow around the hull form and the results are compared with the results of the model tests. The present computation results show well quantitative agreement with the experimental results. The experimental results show that the shape and angle of attack of the foils exerts a considerable influence on the running posture and resistance performance of ship.

본 연구에서는 일정속도로 자유수면상을 항주하는 수중익쌍동선의 저항성능을 모형시험 및 수치계산에 의하여 해석하였다. 대상선형은 Wigley선형을 변형한 비대칭형 트랜섬(transom) 선미의 단동체(demihull)를 갖는 수중익쌍동선으로서 전진속도 Fn = 0.2 ~ 1.0의 범위 및 수중익의 입사각도를 $0.0^{\circ}$에서 $3.0^{\circ}$까지 변화시켜 가며 실험과 계산을 수행하였다. 실험은 인하대학교의 선형시험수조에서 수행되었으며, 수치계산은 유한차분법(Finite Difference Method)에 의하여 수행되었다. 모형시험 및 수치계산결과는 포일(foil)을 부착하지 않았을 때의 결과와 비교, 검토되었다. 수치계산결과와 실험결과는 정성적으로 일치함을 보였으며, 포일의 형태와 각도에 따라 항주자세와 저항성능의 변화를 확인하였다.