Abstract
The primary objective of this study was to assess the energy efficiency performance of an optimized hull form capable of saving energy based on existing vessels. The bow shape of existing vessels was investigated, giving consideration to design draft and speed. Resistance performances were also assessed for existing vessels according to operating conditions. Commercial CFD codes and model test materials were used to assess effective power. An optimized hull form with minimum resistance was selected given real operating conditions. The effective horsepower of existing and optimized vessels was estimated at three speeds. Resistance performance for an optimized vessel showed a 6 % improvement in effective horsepower at design speed (12 knots) compared to existing vessels. Quasi-propulsive efficiency employed experimental data, while energy efficiency performance was analyzed based on operating days, bunker fuel oil C cost, daily fuel oil consumption and specific fuel oil consumption. Energy efficiency performance for an optimized vessel showed a gain of 30 million won per year in reduced costs at design speed (12 knots) compared to existing vessels.
본 논문의 주 목적은 기존선형과 저항을 최소화하는 최적선형에 대한 에너지효율 성능을 평가하는 것이다. 설계 흘수와 설계 선속을 고려하여 대상선박의 선수부 형상을 검토하였다. 실제 운항 상태에서 대상선박의 저항성능을 평가하였다. 상용 전산유체역학(CFD) 코드와 수조 모형시험 자료는 유효마력 평가를 위해 사용되었다. 실제 운항 상태를 고려하여 최소저항을 가지는 최적선형을 제시하였다. 기존선형과 최적선형에 대하여 3가지 선속에서 유효마력을 추정하였다. 최적선형의 저항성능은 기존선형과 비교하여 볼 때 설계속도(12노트)에서 약 6 % 향상된 결과를 보여 주었다. 준추진효율 계수(ETAD, ${\eta}_D$)는 모형시험 자료를 활용하였다. 에너지 효율 성능은 년간 운항일수, 벙커C유 가격, 1일 연료사용량 그리고 연료소비계수를 바탕으로 작성되었다. 최적선형의 에너지 효율 성능은 기존선형과 비교하였을 때 12노트에서 연간 약 3천만원 절약된 결과를 보여 주었다.
