Abstract
Recently, modern long-stroke diesel engines with small number of cylinders have been installed for energy saving and simpler maintenance. These kinds of low speed diesel engine produce large torsional vibration in the shafting, which induces the excessive vibratory stresses in the shafting and large propeller thrust variation. This thrust variation excites vibrations of the shafting and superstructure in the longitudinal direction. Up to now the deteriministic analysis of coupled vibration of marine shafting system has been performed. In this paper probabilistic analysis method of the marine diesel propulsion shafting system under coupled axial and torsional vibrations is presented. For the purpose of this work, the torsional and axial vibration excitations of engine and propeller are assumed to be probabilistic while the lateral excitation is assumed to be deterministic. The probabilistic analysis is based on a response surface and Monte-Carlo simulation. Numerical results based on the proposed method are compared with results calculated using the conventional deterministic analysis method. The results obtained make it clear that the proposed method gives a substantial increase in information about shafting behaviour as compared with the deterministic method.
최근 선박의 디젤주기관은, 선반의 에너지 절약을 도모하기 위하여 장행정 소수실린더 저속회전화 추세에 있기 때문에 기전력이 커지고 있다. 이러한 결과로 추진축계에 비틂진동이 크게 발생함으로 인하여 축계의 과잉 비틂진동응력과 프로펠러의 추력변동이 크게 야기되면서 추력변동은 축계와 상부구조물의 종진동을 유발시키고 있다. 이와관련하여 추진축계의 기진력이 확정적이라는 가정하에서 확정적 연성강제진동에 관한 연구가 진행되어 왔으며, 또한 축계기진력의 변화성을 고려하여 축계 비틂강제진동에 대한 확률적 해석이 수행되어 왔다. 본 연구에서는 디젤기관 및 프로펠러의 기진력의 확률변수를 동시에 고려하여, 추진축계의 종 비틂연성진동의 확률적 해석에 대한 새로운 방법을 제시하였다. 확률적 해석에 응답면이론과 Monte-Carlo시뮬레이션법이 적용되었다. 본 해석방법의 유용성을 확인하기위하여 시산대상선의 추진축계에 대한 일련의 확정적 및 확률적 수치계산을 각각 수행하고, 그 계산결과를 서로 비교 검토하여 본 결과, 본 해석방법의 유용성이 확인되었다.