• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.42-57
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• 1995

자유표면의 유동문제는 저항추진성능과 내항성능이 우수한 선박과 파랑중 작업성능이 우수한 해양구조물의 설계와 관련되어 조선해양공학분야에서 지속적으로 관심의 대상이 되어온 연구분야이다. 본 논문에서는 선체주위 유동을 정확하고 효율적으로 해석하기 위한 3차원 수치해법의 개발을 목적으로 하였다. 수치해법으로 경계요소법을 사용하였으며, 그린함수는 간단한 랜킨소오스를 사용하였다. 전 경계요소면은 8점 경계요소로 표시하여 기하학적 특성을 정밀하게 반영하고자 하였다. 자유표면에서 속도포텐셜의 변화를 정규화된 8점 경계요소에서 이중 2차 스플라인함수(bi-quadratic spline function)로 표시함으로써 자유표면에서의 수치감쇠 및 분산오차를 개선하였다. 한편 물체표면에서의 물리량은 8점 경계요소의 특성을 살려 이중 2차 다항식(bi-quadratic function)으로 근사하였다. 이와같이 계산영역에 따라 해의 특성에 부합하는 수치방법을 채택함으로써 수치해의 정확성과 효율성이 향상되도록 하였다. 개발한 수치해법의 효능을 검증하기 위해 계산예로서 정상유동 및 비정상유동의 경우 Neumann-Kelvin문제를 다루었다. 본 방법에 의한 몰수 타원체 및 Series 60선에 대한 조파저항 계산결과는 적은 파넬수를 사용하고도 기존의 계산치는 물론 실험치와 좋은 일치를 보였다. 변형된 Wigley선형에 대한 동유체력 계산결과도 기존의 실험치 및 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 비정상 유동의 경우 랜킨소오스법에서 일반적으로 적용하는 상류방사조건은 무차원주파수가 1/4보다 큰 경우에만 유효하므로, 본 논문에서는 파동방정식 연산자를 이용하여 무차원주파수가 1/4보다 작은 경우에 적용할 수 있는 상류방사조건을 유도하였다. 수면하에서 전진하며 동요하는 소오스에 대하여 적용한 결과 본 논문에서 유도한 방사조건이 유효함을 입증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.955-964
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• 2022

최근 5년간 국내에서 발생한 해양사고를 선박용도별로 살펴보면 어선이 67.1%(10,211척)를 차지하고 있으며, 어선에 의한 해양사고는 2016년 1,646건에서 2020년 2,100건으로 매년 증가하고 있다. 특히 최근 5년간 발생한 378건의 전복사고 중 어선의 전복사고가 252건으로 66.7%의 높은 비중을 차지하고 있어 이에 따른 대책 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 어선 제66풍성호의 전복사고의 원인 규명을 위해 복원성 및 해수 유입경로 등의 자료 수집과 풍성호에 설치된 방수구, 추가 갑판 및 바람막이 등이 복원성에 미치는 영향을 정량적으로 분석 후 전복사고의 대응 방안을 제시하였다. 복원성에 영향을 주는 요인으로 풍성호에 설치된 추가 갑판, 바람막이, 방수구가 초기 횡경사를 일으키고, 복원성을 악화시키며 어선구조기준을 충족시키지 못할 뿐만 아니라 풍성호의 선형 특성 등으로 인해 복원성을 약화 시키는 것으로 분석되었다. 사고 당시의 복원성을 추정하기 위해 어로작업 시점의 복원성과 해상 상태 변화에 따른 해수 유입량 및 이에 따른 동요 상황, 그리고 선체 요인에 의한 복원성 변화를 계산하였다. 그 결과, 어로작업의 시점에서는 최소 GoM을 모두 만족하였으나 최대파고 4m에서 복원이 불가하였으며, 선체 경사에 따른 해수 유입, 동요의 영향에 의해 최대파고 4m 상태에서 최소 GoM을 만족하지 못하는 것으로 분석되었다. 그러나, 풍성호의 복원성에 영향을 미치는 요인 중 추가 갑판과 바람막이 설치를 제외한다면 최소 GoM을 만족하는 것으로 분석되었다.