• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1070-1077
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• 2022

최근 국제해사기구의 해양환경오염규제가 강화되어 오고 있다. 선박의 에너지 효율지수는 선박의 설계관점에서 매우 중요한 지표이다. 더욱이 새롭게 건조되는 선박은 물론 기존 운항 선박에도 에너지 효율지수를 만족하도록 강화하고 있다. 이에 따라 운항되고 있는 기존선박의 에너지 효율지수를 높이기 위해 선수 벌브개조, 운항 중 트림 최적화, 에너지 절감장치등 다양한 방법이 적용되고 있다. 본 연구에서는 전산 유체역학을 이용하여 다양한 선수/선미 트림조건에서 선박의 저항성능을 계산하고 분석하였다. 이를 바탕으로 최적화 된 트림조건에서 선박의 저항성능을 더욱 개선하기 위해 선수 벌브의 형상을 재설계하였다. 그 결과 정수 중에서 개선된 벌브 형상을 적용한 경우, 유효마력이 약 5% 향상되는 것을 확인하였으며, 향후 파도 중에서 재설계된 벌브형상이 저항성능에 미치는 영향을 조사할 예정이다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.42-47
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• 2013

Ship stability prediction is very complex in reality. In this paper, risk based approach is applied to predict the probability of a certified ship, which is effected by the forces of sea especially the wave loading. Safety assessment and risk analysis process are also applied for the probabilistic prediction of ship stability. The survival probability of ships encountering with different waves at sea is calculated by the existed statistics data and risk based models. Finally, ship capsizing probability is calculated according to single degree of freedom(SDF) rolling differential equation and basin erosion theory of nonlinear dynamics. Calculation results show that the survival probabilities of ship excited by the forces of the seas, especially in the beam seas status, can be predicted by the risk based method.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권11호
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• pp.1518-1526
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• 1997

The dynamic properties of a ship's propulsion mechanism of Weis-Fogh type are studied by the discrete vortex method. The wing in the channel is approximated by a finite number of bound vortices and free vortices representing the separated flow are introduced from the trailing edge of the wing. The time histories of the thrust, the drag, and the moment acting on the wing are calculated, including the unsteady force due to the change of strength of the bound vortices. These calculated results show a similar tendency to the experimental ones qualitatively and the dynamic properties of this propulsion mechanism are numerically clarified.

• 대한조선학회지
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• 제32권1호
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• pp.17-20
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• 1995

고전적인 고속선형에서 탈피한 새로운 형태의 고속선형에 대한 효시는 1960년경의 수중관통형 수중익선의 개발이라 할 수 있다. 그 후, 1980년대까지는 일반적인 중,저 속의 화물선 및 LNG 운반선에 대한 유체역학적 특성의 향상을 위한 선형 개발 경쟁이 국내외적으로 활발하게 진행 되어져 왔다. 그러므로, 이러한 기간중인 약 20여년간은, 선박의 선형 개발면에서는 기존의 선 박형태를 탈피하지 못한 채 유체역학적 성능을 향상시키려는 소극적인 진전이 있었을 뿐, 발전이 매우 더딘 편이었다. 1980년대 후반에 들어서 국내외적인 물동량의 증가와 해상고속운송의 필 요성이 대두되면서 고속선의 개발에 대한 열기가 시작되었다. 그간의 고속선개발은 주로 미국을 중심으로 군사적인 목적면에서 진행되어 왔고, 일본은 거의 일반상선의 선형개발에 중점을 두어 왔으나, 1980년대 후반부터는 일본도 아시아지역에서의 물동량변화와 고속화의 필요성에 따라 고속선 개발에 뛰어들게 되었다[1, 2, 3]. 특히 최근의 50knots를 넘는 대형의 화물운송용 초고 속선 개발은 주목할 만한 연구가 되고 있다'4'. 국내에서도 1990년대에 들어서면서 소형이지만 이러한 초고속선의 선형개발을 시작하게 되었으며, 실용화된 예도 몇몇을 가지고 있다. 본고에 서는 이제까지 연구된 몇가지 초고속선형들에 대한 예와 장단점, 또한 조파저항 성능면에 대해 기술하여 보고자 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권6호
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• pp.369-376
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• 2019

선박이 제한수로를 운항할 때에는 기존 심수 및 천수 중을 운항하는 선박의 조종특성과 일반적으로 다르기 때문에 선박의 안전한 항해를 위해 달라지는 선박의 조종특성 추정이 중요하다. 본 연구에서는 제한수로를 운항하는 선박의 조종성능을 추정하기 위해 조종운동 방정식과 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 통한 유체력 미계수를 이용하여 조종성능을 추정하였다. 조종 수학 모델 중 선체, 프로펠러, 타를 분리하여 유체력을 모델링하는 방식인 모듈형(modular type) 모델에 제한수로의 영향을 고려하는 항을 추가하여 제한수로 중 조종성능을 추정 연구를 수행하였다. 제한수로 중 선체에 작용하는 유체력 미계수를 도출하기 위하여 상용 CFD 프로그램을 이용한 가상 구속모형시험 시뮬레이션을 수행하였다. 최종적으로 제한수로 중 직진 시뮬레이션과 Zig-zag 시뮬레이션을 수행하여 제한수로의 영향이 고려된 조종 시뮬레이션을 수행하였다. 특히 선박의 침로 안정성능을 평가하기 위해 Zig-zag 시험을 수행하는데, 측벽으로 인한 선박 주위의 비대칭 유동이 좌현과 우현에 압력차이를 발생시켜 선박의 궤적에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.305-310
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• 2005

The velocity and pressure fields of a ship's propulsion mechanism of the Weis-Fogh type, in which a airfoil moves reciprocally in a channel, are studied in this paper using the advanced vortex method. The airfoil and the channel are approximated by a finite number of source and vortex panels, and the free vortices are introduced from the body surfaces. The viscous diffusion of fluid is represented using the core-spreading model to the discrete vortices. The velocity is calculated on the basis of the generalized Biot-Savart low and the pressure field is calculated from integrating the equation given by the instantaneous velocity and vorticity fields. Two-dimensional unsteady viscose flows of this propulsion mechanism are numerically clarified, and the calculated results agree well with the experimental ones.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.613-619
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• 2017

최근의 초대형 컨테이너선들은 점차 거대화되고 있으며, 흘수의 증가로 인한 연안해역 및 항만 등과 같은 저수심 수역에서의 안전항해에 많은 주의가 필요하다. 이러한 저수심 해역을 항행하는 초대형 컨테이너선은 정수중 뿐만 아니라 파랑중에서의 선박 운동 특성을 파악하여야 할 필요가 있다. 저수심 해역에서는 특히 선박의 상하운동에 의한 스쿼트 현상이 안전 항해의 중요한 평가 요소가 될 수 있으며, 수평방향으로 작용하는 파표류력은 선박의 조종성능에 미치는 영향이 매우 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 저수심 해역을 항행하는 초대형 컨테이너선을 대상으로 선박에 수직방향으로 작용하는 파랑강제력과 수평방향으로 작용하는 파표류력에 대하여 전산유체역학에 의한 수치시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과 천수역에서 정수중 전저항 값이 큰 폭으로 증가하고 있는 것을 알 수 있었다. 파랑중 단파장 영역보다는 장파장 영역이 될수록 수심과 관계없이 파표류력은 작아지고 있는 모습을 보여주고 있다. 또한 파랑강제력은 천수역에서 다른 수심의 유체력 값에 비해 상당히 크게 작용하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 선체중앙 부분의 파고는 낮아지고 선미쪽 파고는 더욱 높아지는 현상을 파악할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.394-405
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• 2022

본 논문은 CFD 해석법을 이용한 단일선체 및 이중선체 선박의 손상에 따른 기름 유출량 추정 결과를 소개한다. 수치해석 기법으로 다상유동 해석법을 사용하고 기름 유출 유동에 대한 다양한 수치해석적 조건의 변화에 대한 영향을 조사하였다. 좌초 또는 충돌에 의한 다양한 손상 조건에서의 기름 유출량의 변화를 해석하였으며 실험 결과를 통해 검증하였다. 본 논문의 수치해석 결과는 단일선체와 이중선체의 기하학적 특성을 따라 실험 결과와 잘 일치하였다. 특별히 물과 기름의 복잡한 상호작용이 나타나는 이중선체의 기름 유출 상황도 실험과 동일하게 타당하게 예측하였다. 본 연구를 통해 사고 선박의 기름 유출량 추정에 필요한 CFD기법을 정립할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.62-69
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• 2016

It has been highly demanded to improve the accuracy of CFD(Computational Fluid Dynamics) methods for the assessment of the hydrodynamic performance of marine propellers in cavitating and non-cavitating flows. This paper presents a validation study on the numerical simulation of the tip vortex flow of a non-cavitating marine propeller SVA VP1304. The calculations are carried out by using the Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) approach, where the Reynolds Stress Model(RSM) is used for turbulence closure. The present paper contains a grid dependence test for the propeller open water simulations and a special emphasis is placed on conducting a local grid adaptation on the blade tip and in the tip vortex to reasonably reproduce the velocity and the pressure in the tip vortex flow field. The numerical results are compared with the experimental validation data, which are published in the second International Symposium on Marine Propulsors 2011(SMP'11). The present numerical results show a reasonable agreement with the experiments.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권1호
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• pp.81-87
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• 2010

In this study, we conducted resistance and propulsion performance test of ship composed of the Resistance Test, Propeller Open Water Test and Self Propulsion Test using the CFD(Computational Fluid Dynamics). We used commercial RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes equation) solver, as a calculating tool. The unstructured grids were used in a bow and stern of ship, having complex shape, for a convenience of generating grids, and the structured grids were adopted in a central hull and rest of hull having a relatively simple shape which is called hybrid grid method. In addition, The sliding mesh method was adopted to rotate a propeller directly in the Propeller Open Water and Self Propulsion Test. The Resistance Test and Self Propulsion Test were calculated using Volume of Fluid (VOF) model and considering a free surface. And all The three cases were applied realizable k-epsilon model as the turbulence model. The results of calculations were verified for the suitability of calculations by comparing MOERI's EFD results.