• 대한조선학회지
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• 제10권1호
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• pp.33-44
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• 1973

Chine형 선체단면 주상체의 자유표면에서의 상하운동에 수반되는 부가질량과 감쇠력을 Ursell-Tasai 방법에 의하여 계산하였다. Chine형에서 구하여진 결과는 같은 선체단면적 계수와 반폭흘수비를 갖는 등가 Lewis형의 결과와 비교하였고 선체단면의 형상이 부가질량 및 감쇠력에 미치는 영향을 고찰하였다. Chine형과 등가 Lewis형 선체단면 주상체에 파고가 일정한 횡파가 입사할 때의 상하운동을 고찰하였다. 이상과 같은 계산 및 고찰을 통하여 다음 결과를 얻었다. 1) 자유표면이 부가질량에 미치는 영향은 chine형이 등가 Lewis형단면보다 큰 값을 갖는다. 2) 선체단면적계수와 반폭흘수비가 같은 경우에 감쇠력의 크기는 Lewis form, single chine, double chine순서이다. 3) 선체단면계수와 반폭흘수비는 상하운동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 생각되며, 선체단면의 기하학적인 변형이 운동에 미치는 영향은 중요한 요소가 되질 못한다. 4) 감쇠력계수와 선체단면계수와의 관계는 간단한 관계를 유지한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.71-79
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• 1992

선체 표면상에 Havelock 쏘오스를 분포시켜 선체 표면상의 경계조건을 만족시키는 N-K 이론을 사용하여 선체에 작용하는 조파저항을 구하였다. 수치계산시 Havelock 쏘오스, 혹은 Green 함수는 Noblesse(1977)가 제시한 형태를 사용하였고, 국부교란항은 Newman(1987), 파도교란항은 Baar & Price(1988)를 따라 각각 수행하였다. 선체표면에 대한 수치적분은 Gauss 구적법을 사용하여 수행하였고, 쏘오스의 세기는 겹선형함수로 선체표면에 걸쳐 연속이라고 가정하였다. 또 조파저항계산은 원장에서의 자유표면을 나타내는 식을 사용하여 de Sendagorta & Grases(1988)의 방법에 따라 구하였다. Wigley선형에 대한 계산을 수행하여 선적분항에 미치는 영향을 고찰하였고, 계산치를 기존의 실험치와 비교한 결과 잘 일치하고 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.32-42
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• 1990

선체표면 및 자유표면에 Rankine Source를 분포하는 방법에 의하여 선체 주위의 유동의 수치계산을 수행하였다. 선체표면 및 자유표면은 사각형 Panel들로 표시되며 자유표면 조건은 이중모형 흐름에 의해 선형화 되어 C.W. Dawson의 유한차분법에 따라 교란없는 자유표면에 적용되었다. Wigley 선형 및 Series 60, $C_B=0.6$ 선형에 대한 Fixed Condition에서의 조파저항, 선측파고, 압력분포 및 Trim & Sinkage 등을 계산하였으며 계산된 결과는 국내외 수조에서의 계측치와 비교하였다. 또한, 선체표면과 자유표면의 Panel 분할조건 및 자유표면의 설정영역의 변화에 따른 계산치의 영향도 아울러 조사하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.81-92
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• 1992

본 논문은 비정상 공동 프로펠러의 영향하에 있는 선체표면의 경계치 문제를 해석하고, 이로부터 선체표면에 유기되는 변동압력을 추정할 수 있는 프로그램의 개발과정을 다루고 있다. 본 논문에서는 개발된 프로그램을 캐비티를 표현하는 쏘오스의 영향하에 있는 구 주위의 유동해석에 적용하여 Butler의 해석해와 비교한 것을 싣고 있으며, 특히 자유수면 조건을 고주파수 근사방식 또는 강체벽 근사방식으로 근사화하였을때 변동압력에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 실제 RO-RO선을 대상으로 예제 계산을 수행하여, 선박설계과정에서 선체표면 기진력의 해석에 사용될 수 있음을 보였다.

• 선박안전
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• 통권35호
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• pp.41-51
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• 2013

선박 고속화와 해양레저선박에 대한 관심 증대로 쌍동형 선체건조가 증가하고 있으며 일반적으로 쌍동형 선체는 복원성, 내항성능 및 저항추진 등에서 단동형 선체보다 고속선형 및 갑판활용에 적합하다고 알려져 있다. 하지만, 쌍동형 선체는 갑판 상에서 두 개의 선체를 동체로 결합시킨 선체로서 운동 시 부체 간 공진현상이 수반된 자유표면 거동과 유체력이 발생할 수가 있다. 따라서, 이 논문에서는 이런 공진현상을 감쇠시킬 수 있는 방안을 모색하여 합리적인 쌍동형 선체의 운동응답특성과 동유체력을 산출하였다.

• 대한조선학회지
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• 제6권2호
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• pp.11-16
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• 1969

Chine형(型) 선체(船體)의 상하진동시(上下振動時) 수선하(水線下) 선체표면(船體表面)에 작용(作用)하는 2차원적(次元的) 유체압력(流體壓力)의 분포특성(分布特性)을 고찰(考察)할 목적(目的)으로 앞서 발표(發表)한 논문(論文) [1]에서 채용(採用)했던 Chine형(型) 선체단면형상(船體斷面形狀)을 주는 2경수군(徑數群) 등각사상함수(等角寫像函數)를 이용(利用)하여 변동압력(變動壓力)의 분포(分布)를 계산(計算)하고 이를 Hypotrocoid성질(性質)을 갖는 Lewis form, 원단면(圓斷面), 타원단면(楕圓斷面), 삼각형단면(三角形斷面) 및 사각형단면(四角形斷面) 등(等) 여러 가지 다른 단면형상(斷面形狀)을 가지는 주상체(柱狀體)들의 경우(境遇)와 비교검토(比較檢討)하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.143-143
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• 2016

알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수할 뿐만 아니라 다양한 표면개질을 통해 그 표면 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히 Al-Mg계 5083-H321 Al 합금의 경우 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되는데, 이는 선체중량의 경량화가 가능하여 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선속의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고 정압 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라 해수환경 특성 상염소이온의 존재로 부식이 가속화되는 등 침식 및 부식의 시너지효과로 손상은 크게 증가한다. 이에 대한 방지대책으로 다양한 표면개질 기법이 제안되고 있으나 강한 충격압이 동반된 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 표면처리만으로는 불가능할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 양극산화된 5083-H321을 대상으로 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하여 침식-부식 손상이 최소화되는 최적전위를 규명하고자 한다. 이를 위해 먼저 분극 실험을 통해 재료의 전기화학적 거동을 바탕으로 임의의 전위를 선정하고 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 이때 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합실험 모두 $25^{\circ}C$의 해수에서 실시하였으며, 전기화학적 분극실험은 유효면적이 $3.24cm^2$인 시편에 2 mV/s의 분극속도로 0 ~ -3 V 까지 인가하였고, Ag/AgCl 기준전극과 백금대극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 $30{\mu}m$의 진폭으로 20분간 실시하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상특성 분석을 위해 3D현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.

• 대한조선학회지
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• 제30권2호
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• pp.8-10
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• 1993

선박에너지 개발을 위한 미래의 유력한 추진체로서 초전도 자력장을 이용한 선박을 들 수 있는데 이와 같은 경우에는 실험을 하기에는 비용이 엄청나게 소요되고 설비 자체가 복잡하기 때문에 CFD를 이용해서 초기 계\ulcorner을 구상하고 선체 주위의 유동장의 제어 및 기초 설계를 하여야 할 것이다. CFD계산을 통해 일반적으로 얻을 수 있는 것은 -압력 분포 -자유 표면 파고 -유속 분포 -유선 추적 -선체 표면의 응력 분포 -한계 유선 분포 -선미 와류 생성 과정 -선체 저항 계산 등으로 선형 개발에 필요한 기본 자료들이다. 여기서 CFD의 유용가치를 강조할 수 있는데 위의 많은 데이터를 실험을 통해서 얻으려면 막대한 경비와 노력이 투입되어야 한다. 또한 현재의 실험 시설로는 정량적으로 측정할 수 없는 부분도 일부 있다. CFD의 경우는 그러한 어려움은 없으나 꼭 필요한 것이 수치계산의 검증이다. 계산 결과의 유효성(validity)을 검증해야 한다는 의미이다. 계산은 실험을 통하여 반드시 비교 검토가 이루어져야 하며 이의 수단으로 선박 분 야에서는 Wigley 모형이나 Series 60와 같은 것들이 사용되고 잇다. 당 연구소의 저항추진연구 실에서는 CFD의 연구가 수년 전부터 소수의 인원을 중심으로 이루어져 왔다. 이와 관련하여 대표적인 몇 가지만 소개하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.61-69
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• 1999

수치 계산을 이용하여 선형의 유체동력학적인 특성을 신속히 파악하기 위해서는 선체표면 격자계를 생성하는 과정이 쉽고 자동화되어 있어야 한다. 이를 위하여 기본 스테이션 오프셋과 선수미 윤곽선만을 이용하여 선형을 정의하고, 이를 이용하여 퍼텐셜 유동이나 점성유동의 계산에 필요한 선체 표면 격자계를 손쉽게 생성할 수 있는 방법을 개발하였다. 선수와 선미 벌브를 가진 일반 상선의 선형을 표현하기 위해 수선의 양 끝단을 타일, 포물선, 쌍곡선, 3차 곡선 등의 조합으로 표시할 수 있게 하였다. 그리고 선수와 선미의 윤곽선을 격자계의 경계선으로 하였기 때문에 비선형 자유수면 조건을 이용한 조파저항 계산에서의 격자 변형이나 점성유동 해석을 위한 난류 경계층에서의 벽좌표의 정의가 종단면을 기준으로 한 종래의 격자에 비해 매우 편리하다고 할 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2001

본 논문에서는 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식을 수치 해석하여 자유표면을 포함한 선체 주위의 난류 유동을 계산하였다. 정규격자 상에서 공간의 이산화는 2차 정도의 유한차분법을, 시간의 적분에는 4단계 Runge-Kutta법을 이용하였고, 난류 닫힘 조건을 만족시키기 위해 Baldwin-Lomax 난류 모형을 사용하였다. 자유표면의 위치는 운동학적 경계조건식을 Lax-Wendroff법으로 풀어서 구하였고, 자유표면과 격자 경계면을 일치시키기 위해 매 시간마다 새로 계산된 자유표면 위치에 맞추어 격자를 새로 구성하였다. 속도와 압력에 대한 경계조건은 자유표면에서 점성을 무시하여 근사한 동역학적 조건을 적용해서 구하였다. 본 연구에서 개발된 수치해법을 검증하기 위하여 실험자료가 많은 Wigley 선형과 Sries 60 $C_B=0.6$ 선형에 대해 수치계산을 수행하였고 계산된 선체 주위의 파형이 실험 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다.