• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.170-176
• /
• 2020

본 연구는 선박의 조종성능에 직접 영향을 미치는 방향타의 양력, 항력 및 모멘트를 전산유체역학을 이용하여 연구하였다. 힘과 모멘트에 영향을 미치는 전형적인 선박 방향타 중 하나는 바다에서 조종하는 동안 선수 타이다. 따라서 선박 선수타에 대한 힘과 모멘트를 연구하였다. IFS 선수 타 시리즈 중 균형 IFS 54 BR 15는 연구에 사용되었다. 난류 모델로는 표준 k-epsilon이 연구에 적용되었다. 선수 타의 유체 역학, 특히 양력, 항력 및 모멘트 계수는 서로 다른 공격 각도에 대해 계산되었다. 본 연구에 사용된 유동과 선수 타 사이의 받침각은 0도에서 5도 간격씩 35도까지 총 6개이다. 선박의 운동 성능에 미치는 영향에 대한 계산 결과는 이전 실험 연구 결과와 비교되었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.627-633
• /
• 2019

본 논문의 주 관심사항은 전산유체역학과 기존 모형시험 데이터를 활용하여 주어진 선박의 저항 및 추진성능을 추정하고 그 결과를 이용하여 에너지효율설계지표(Energy Efficiency Design Index, EEDI)를 평가하는 방법을 제시하는 것이다. 대상선박의 모형선 크기에서의 전 저항을 계산하기 위해 점성 유동 해석을 수행하였다. 유동계산은 STAR-CCM+를 사용하였으며 자유표면, 트림과 싱키지를 고려하였다. 점성 유동 해석 결과를 바탕으로 대상선박의 유효동력을 산정하였다. 준 추진효율 계수는 기 보유한 모형시험 데이터베이스를 이용한 추정식 및 유사선박의 시험자료를 활용하여 산정하였다. 최종적으로 EEDI 산정식에 대하여 유체동역학적 결과, 선박의 정보, 사용하는 연료에 대한 $CO_2$의 환산계수, 연료소모량 등을 바탕으로 일반화된 계산 프로그램을 작성하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제48권4호
• /
• pp.317-324
• /
• 2011

When a ship proceeds in confined water, like canal, the water ahead of ship is pushed by hull. This pushed water returns to the side and under the hull, and this returned water will make fluid velocity higher at the side and under the hull, compared to the case in the infinite water depth. Due to the higher velocity, the pressure under the hull will decrease, resulting in the ship drop. This phenomenon is called "ship squat" and ship squat will result in various marine accidents. In this paper, for predicting ship squat, numerical calculation was carried out using commercial CFD code, FLUENT. To confirm wave pattern profile around the ship, VOF(Volume of Fluid) method was applied. The calculated results were compared with other paper's results and empirical methods.

• 대한조선학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.27-36
• /
• 1970

선박유체역학(船舶流體力學)의 경계조건(境界條件)의 선형화(線型化)를 위한 퍼터베이션(Perturbation)방법(方法)을 따라 배를 가늘고 길게 보느냐, 엷은 수평판(水平板)으로 보느냐 등등에 따라 여러가지 다른 종류(種類)의 수학적(數學的) 정의(定義)에 따르는 이론(理論)을 추궁함으로서, 1) Neumann Ship, 2) Thin Ship, 3) Michell Ship, 4) Slender Ship 등을 이론적(理論的)인 면(面)에서와 수치계산(數値計算) 예(例)로서 비교검토(比較檢討) 하였다. 동시(同時)에 이에 따르는 "직접문제(直接問題)" "간접문제(間接問題)" 등(等)에 관(關)하여도 언급(言及)하고 그 차이점(差異點)을 지적하였다. 이에 의(依)하면 정속전진시(定速前進時)에 L/B가 10인 경우에는 최대광폭의 차(差)가 $5{\sim}8%$정도 되고 또 선수수선반각(船首水線半角)에 상당한 차(差)가 있음으로 같은 이론적(理論的)인 계산치(計算値)에 대(對)하여 저항(抵抗)은 적어도 $10{\sim}15%$정도 차(差)가 생길 것이 아닌가 보게끔 되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
• /
• pp.172-174
• /
• 2018

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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
• /
• pp.88-89
• /
• 2016

선택적 환원 촉매(SCR : Selective Catalytic Reduction) 시스템은 대기오염을 예방하기 위한 배기가스 처리장치 중 하나이다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)를 사용하여 SCR 시스템 의 효율향상을 위하여 ANSYS-CFX package를 이용하여 점성 유동 해석을 수행하였다. SCR 시스템의 점성 유동 흐름의 전산 유체 역학을 이용하여 시뮬레이션하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 지배방정식으로 사용하였다. CATIA V5를 사용하여 SCR 시스템의 형상을 3D 모델링을 하였고, 암모니아와 배기가스의 혼합 비율을 확인하기 위해 요소수 분사 노즐의 위치를 변경하였다. 요소수 분사 노즐은 배기관의 입구로부터 1/3, 1/2, 2/3에 위치한다. 또한, 분사 노즐의 위치가 배기관 입구의 1/3에 위치할 때 노즐의 분사구수에 따른 효율을 확인하기 위하여 분사구수를 4Hole, 6Hole, 8Hole일 경우를 확인하여 비교하였다. 시뮬레이션의 결과로는 배기관 입구에 가까울수록, 분사구수가 많을수록 효율이 좋아짐을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1274-1280
• /
• 2022

전산유체역학을 사용하는 일반적인 선박의 저항성능 평가는 많은 시간과 비용이 필요하며, 이를 줄이기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 선박의 주요 치수나 단면을 이용하는 기존의 방법들은 선형에 크게 좌우되는 저항성능을 추정하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 선형 격자의 기하학적 정보를 입력으로 선체 표면의 저항성능을 빠르게 추정할 수 있는 심층신경망 모델을 제안한다. Perceiver IO 기반의 제안하는 심층신경망 모델은 시간 단계별로 계산이 필요한 전산유체역학 기법과 달리 바로 저항성능 추정이 가능하며, 저속비대선의 일종인 50K 탱커 선박을 대상으로 한 데이터집합에서 평균 1% 미만의 오차로 저항성능을 추정하는 결과를 보인다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제44권2호
• /
• pp.166-173
• /
• 2007

Collision analysis problems between ship to ship can be generally classified into the external mechanics(outer dynamics) and internal mechanics(inner dynamics). The former can be also dealt with the concept of fluid-structure interaction and the use of rigid body dynamic program, depending on the ways handling the hydrodynamic pressure due to surrounding water. In this study, full scale ship collision simulation was carried out, such as a DWT 75,000 ton striking ship collided at right angle to the middle of a DWT 150,000 struck ship with 10 knots velocity, coupling MCOL, a rigid body mechanics program for modeling the dynamics of ships, to hydrocode LS-DYNA. It could be confirmed that more suitable damage estimation would be performed in the case of the collision simulations with consideration of surrounding water through the comparison with the collision simulation results of fixed struck ships without it. Through this study, the opportunity could be obtained to establish a more effective ship collision simulation technique between ship to ship.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2004년도 춘계학술발표회
• /
• pp.107-112
• /
• 2004

선박의 대형화 추세에 따른 항만 운영의 효율성 및 대형 선박의 접안 안전성을 향상시키기 위해서는 먼저 선체에 작용하는 접안에너지를 합리적으로 산출하여야 한다. 선박의 접안에너지는 방충재와 같은 항만시설물의 설계에 대한 허용 기준을 결정하는 변수임과 동시에 도선사 및 선박의 조선자에게는 예인선의 필요 마력이나 접안속도 둥을 결정하는데 있어 중요한 판단 요소로 활용된다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 운동역학적인 방법을 토대로 한 접안에너지 산출 방법에 대해 유체역학적인 측면에서 문제를 제기하고, 부두 전면의 수심과 선박의 형상에 따라 변화하는 천수역 선체부가질량을 고려한 접안에너지의 산출 방법을 제안한다. 또한 천수역에서 선체에 작용하는 부가질량을 고려한 접안에너지 산출 방법을 사용하여 1600TEU급에서 12000TEU급까지의 컨테이너 선박을 대상으로 계통적으로 각각의 접안에너지를 계산하고, 현행의 접안에너지 산출방법과 비교 검토를 실시한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
• /
• pp.70-71
• /
• 2023

본 연구는 항만 내 LNG 벙커링 동시작업 안전성 평가의 일환이다. 본 연구의 목적은 CFD를 활용하여 제한수역에서 항행선박이 계류된 선박에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 수치해석은 Star-CCM+를 활용하였으며, 수치 모델 검증을 위해 해석 결과는 공개된 실험 데이터와 비교하였다. 연구 결과로부터 항행선박과 계류선박 간의 상호작용을 평가하는 중요한 정보를 얻을 수 있었으며, 이는 LNG 벙커링의 안전성을 평가하는 데 활용될 수 있다. 향후 연구에는 다양한 시나리오에 대한 평가 및 STS(Ship-to-ship) LNG 벙커링 동시작업 안전성을 평가하기 위한 연구가 계획되어 있다.