• 한국항해항만학회지
• /
• 제36권8호
• /
• pp.607-612
• /
• 2012

본 논문에서는 선박의 예인 시 소요되는 예인마력을 추정하기 위한 예인저항과 예인삭에 걸리는 장력의 계산방법에 대해 언급하고 있다. 선박이 사고 등으로 인해 자력 운항이 불가할 경우 사고선박을 사고 장소로부터 안전한 곳으로 이동시켜야 하고, 이러한 작업을 수행하기 위해서는 선박을 예인하기 위한 예인선의 예인마력을 추정하여야 한다. 본 연구에서는 예인에 따라 발생하는 저항 성분을 바탕으로 예인저항을 추정하였고, 사용된 예인삭의 종류에 따른 부가저항과 예인삭의 중량에 비례하는 수직성분을 이용하여 예인삭에 걸리는 전체장력을 계산하였다. 아울러 예인삭의 부가저항 계산과정에서는 다양한 예인력에 대해 적용할 수 있도록 다항식맞춤법을 응용하였다. 최종적으로는 도출된 예인저항과 예인삭 장력을 계산할 수 있는 UI를 개발하여 계산에 필요한 각 항목을 손쉽게 입력하여 계산할 수 있도록 하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.672-680
• /
• 2023

선박의 설계과정에 있어, 선박의 중량은 유체역학적 성능에 큰 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 선박은 일반적으로 최적의 흘수와 배수량을 갖는 하나의 조건으로 설계되지만, 실제로는 연료의 소비, 선박 평형수의 충전과 적재 조건과 같은 운항 활동으로 인해 선박의 중량 및 흘수가 일정 범위 내에서 바뀐다. 본 연구에서는 소형선박을 대상으로 3가지 하중조건에 따른 선박의 저항성능 변화를 모형실험과 수치해석을 통해 연구하였다. 마지막으로 2050년까지 CO2 배출 가스를 50% 감축한다는 국제해사기구(IMO) 목표를 따라 선박의 저항 성능을 개선하여 동력 요구 사항을 줄이기 위해 선박의 중량 변화에 따른 저항성능의 민감도를 연구하였다. 연구 결과, 선박의 중량변화에 따른 효과는 낮은 프루드 수에서 크게 나타나는 것으로 확인되며, 저항성능에 대한 연구 결과, 설계 흘수의 적재조건을 기준으로 배수량이 11.1% 증가하고, 흘수가 5% 증가한 Over load의 적재조건에서 운항 시 선체의 총 저항이 모형시험과 CFD 시뮬레이션에서 각각 15.97%, 14.31%까지 증가하는 것을 볼 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제6회(2016년)
• /
• pp.35-43
• /
• 2016

본 연구에서는 EDISON의 해석자를 활용하여 선박의 최적 운항 자세 도출과 같은 실용적 문제 해석뿐 만 아니라 자유 수면 및 대칭 경계 조건이 수직한 몰수 익형 주위 유동에 미치는 영향을 분석하는 학술적 연구를 수행하였다. 선박의 자세에 따른 저항 변화를 분석한 결과 0.5m 선수 트림에서 선체 저항이 가장 작은 것으로 나타났으며, 이는 유동 가속에 의한 선수 어깨부의 낮은 압력 및 선미부에서의 압력 회복에 의한 것이다. 반면, 1.0m 선미 트림에서 선체 저항이 가장 큰 것으로 나타났는데, 평형 상태보다 선미부의 압력 회복이 약하기 때문이다. 또한 자유 수면과 대칭 경계 조건이 날개 성능에 미치는 영향을 분석한 결과, 비현실적 대칭경계 조건으로 인해 날개 양력이 13%~16% 크게 나타났으므로 대칭경계조건을 사용할 경우에는 이러한 오차를 감안해야 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.159-164
• /
• 2016

해상에서 사고선박을 예인할 때 피예인선의 저항을 추정하는 것은 중요한 과정의 하나이다. 피예인선에는 선체 자체의 기본 저항 외에 각종 부가저항이 있는데, 가장 큰 성분중의 하나로 파랑에 의한 부가저항을 들 수 있다. 본 논문에서는 ISO 15016 표준의 이론해석 방법에 의해 사고 선박 예인시 파랑중 부가저항을 추정하는 알고리즘을 정립하고, 이를 전산 프로그램으로 구현하였다. 예제 선박의 계산 결과를 기존의 표준 결과와 비교하였고, 이 알고리즘과 전산 프로그램은 실제로 사고 선박의 저항과 이에 따른 예인력 추정시 사용하기에 적절한 것으로 판단되었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제38권5호
• /
• pp.463-470
• /
• 2014

본 논문에서는 선박의 예인에 필요한 예인력의 계산과 이를 검증하기 위한 실험 결과에 대해 언급하고 있다. 먼저 예인력의 계산에 있어서는 선박의 마찰저항, 풍압저항, 조파저항을 고려하였다. 아울러 프로펠러가 고착된 상태를 가정하여 프로펠러 저항을 계산하였다. 이와 더불어 예인 시 사용되는 예인삭에 걸리는 부가저항을 노드분석법을 적용하여 계산하였고, 선체 저항과 예인삭에서의 부가저항을 합하여 최종적인 예인저항을 도출하였다. 계산된 결과값의 유효성을 검증하기 위하여 목포해양대학교 실습선 새유달호를 활용하여 해상에서 예인실험을 수행하였고 이론적인 계산 결과와 실험 결과에 대한 비교를 행하였다. 소요 예인력의 이론적인 계산에서 주요한 요소는 예인속력임을 알 수 있었고, 예인속력의 증가에 따라 프로펠러 고착 저항이 저항의 주요한 부분을 차지하는 것을 확인하였다. 실제 실험을 통해서는 선박의 요잉에 의한 저항 증가분을 고려하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
• /
• pp.17-19
• /
• 2014

해양사고 발생 직후 2차적인 피해로의 확산을 방지하기 위한 조치로 사고선박을 안전한 장소로 이동하게 된다. 사고선박의 크기와 상태 그리고 해상조건을 고려하여 예선의 크기와 척수가 결정된다. 이 과정에서 사고선박의 선체저항을 계산하게 되는데, 기존의 이론식을 적용하여 계산하고 이에 대한 검증 단계로 예인실험을 실시하였다. 대상선박은 목포해양대학교 실습선 새유달호이며, 장력계, 외력 측정장치 등 실험장치는 실습선에 탑재하여 계측하였다. 실험장소는 목포해양대학교 인근 묘박지이며, 당시 풍속은 7m/s, 조류는 0.7m/s 전후이었으며, 횡방향 예인, 전방 2척 예인, 전 후방예인, 프로펠러고착, 예인속력의 변화 등 다양한 시나리오에 대하여 실험을 실시하였다. 장력의 계측은 예선의 예인삭을 사용하였으며, 실습선 선수미 비트에 장력계를 연결하여 측정하였고, 장력계의 최대측정 범위는 20톤을 사용하였다. 예인속력은 정지에서 3m/s까지 단계적으로 증가시키면서 해당 속력별 장력을 계측하여 속력증가에 따른 예인력을 확인하였다. 최종적으로 이론계산 결과와 실선실험 결과를 상호 비교하여 이론계산식의 유효성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.467-474
• /
• 2018

본 연구의 목적은 2가지 선속에서 운항하는 선박의 선형 설계 자동화에 관한 것이다. 가장 기본적인 선박의 형상을 가지는 60계열($C_B=0.6$) 선박을 대상선박으로 선택하여 연구를 수행하였다. 선박 형상의 향상 방향은 저항성능 향상의 관점이며, 특히 선박의 형상과 밀접한 관계를 가지는 조파저항성능을 향상하기 위한 선박 형상 설계 자동화를 수행하였다. 본 연구의 목적을 실현하기 위하여 최적화 기법과 저항 성능을 예측하는 기법 그리고 선형의 형상을 변경하는 기법을 접목하여 선박 형상 설계 자동화 소프트웨어를 개발하였으며, 개발된 소프트웨어를 대상선박에 적용하였다. 최적화 기법으로는 순차이차계획법(sequential quadratic programming method)를 사용하였으며, 조파저항성능을 예측하기 위하여 포텐셜기저 패널법(potential-based panel method)을 사용하였다. 선박 형상의 변경은 가우시안형 수정함수법(Gaussian-type modification function method)를 개발하여 적용하였다. 개발된 소프트웨어를 사용하여 대상선박의 서로 다른 두 가지 선속에 대하여 설계를 수행하고 그 결과를 서로 비교하였다. 그리고 개발된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 모형시험을 수행하여 구한 실험값과 수치해석을 수행하여 구한 계산값을 서로 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제36권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 1999

선저에 부착된 공기공동에 의한 실용 선박의 저항감소 효과를 조사하기 위하여 예인수조에서 충주호 유람선에 대한 저항실험을 수행하였다. 여러 가지 형상의 공기공급 노즐에 대해서 선저에 부착된 공기공동의 관측과 저항 계측이 수행되었으며 이로부터 적절한 공기공급 노즐의 형상을 결정하였다. 선박의 빌지부 근처에서의 공기누출을 억제하기 위하여 선박의 길이방향으로 공기유출막이 스트립을 공기공급 노즐의 양 측면에 부착하였다. 또한 두 개의 공기공급 노즐을 설치하여 두 개의 공기공동을 연속하여 발생시킬 수 있었으며 이로부터 더욱 큰 저항감소 효과를 얻을 수 있었다. 효율 측면에서는 공기공급에 필요한 에너지를 고려하더라도 설계속도에서 10% 이상의 에너지절감 효과를 얻을 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.564-575
• /
• 2016

본 연구에서는 KVLCC2의 파랑 중 부가저항과 운동을 Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS) 방법과 3차원 포텐셜법을 이용하여 추정하였다. 수치해석은 3가지 선박속도(설계, 운항, 정지 속도)에서 다양한 파랑조건에서의 선박의 부가저항 및 수직운동(상하 및 종 동요 응답)의 추정에 대해 수행되었다. 첫째, CFD와 3차원 포텐셜 방법을 이용하여 규칙파에서의 선박속도와 파랑조건에 따른 선박의 부가저항과 운동을 추정하고 실험값과의 비교를 통해 두 수치 해석법의 특징을 살펴보았다. 둘째, CFD를 이용한 선박의 속도별 비정상 파형 분포와 선박의 부가저항 및 운동의 시간이력에 대해 해석하였다. 수치 격자계에 대한 수렴도를 확인하였고 수치계산과 모형시험 결과를 비교하여 사용한 수치 기법들을 체계적으로 검증 하였다. 이를 통해 본 연구에 적용된 수치해석법들의 신뢰성과 선속변화에 따른 파랑 중 부가저항과 선박의 수직운동에 대한 관계를 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제42권6호
• /
• pp.378-387
• /
• 2018

본 논문에서는 LNG 벙커링 바지에 대한 예인력을 계산하였다. 친환경 에너지원인 LNG(액화천연가스)의 전환을 위한 인프라로 LNG 벙커링 바지가 개발되고 있다. LNG 벙커링 바지의 경우, 부선의 형태로 개발되고 있으나 향후 운용관점에서 추진기 탑재 개조(Retrofit)를 통한 자항추진을 고려하고 있다. 따라서 LNG 벙커링 바지는 일반적인 예인바지와 비교하여 선박의 선형과 유사하기 때문에 선급의 부선 규칙을 통한 예인력은 과대 추정된다. 이를 극복하기 위해, 정수 중 저항은 Rankine source method를 이용한 조파저항을 고려하여 ITTC 1978 방법에 따라 계산하였고 파랑 중 부가저항은 NMRI의 단파장 보정이 고려된 수정된 방사에너지법을 이용하여 계산하였다. 계산된 정수 중 저항과 부가저항을 통해 예인저항 성능을 KR 선급의 부선 규칙과 비교 검토하였다.