• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.419-426
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• 2018

Recently, in an effort to reduce the energy efficiency design index (EEDI), studies on energy saving devices (ESDs) have been conducted. In this study, we designed a post-device suitable for a KRISO container ship (KCS) using computational fluid dynamics (CFD). In order to increase the efficiency of the post-device, a twisted rudder was used, which has a proven performance (showing a 1.34% reduction in DHP compared to the bare hull at 24 knots) in previous research at Pusan National University. In addition, an increase in efficiency was expected by the use of a rudder bulb, including the discontinuous section of the twisted rudder and a divergent propeller cap to prevent the contraction of the wake. The optimization criterion was the case where the delivery power was the least compared with the bare hull. We analyzed the cause of the efficiency increase through an analysis of the self-propulsion factor. The case study for optimization was divided into 4 types (1. clearance of the bulb and cap, 2. shape of the bulb, 3. size of the bulb and cap, and 4. asymmetric bulb). Finally, with a clearance of 50 mm from the ship, a spherical bulb with the cap having an angle of $5^{\circ}$, and an asymmetric rudder bulb with a bulb diameter of 1.2HH/1.4H (horizontal/vertical) showed a 2.05% reduction in DHP compared to the bare hull at 24 knots. We will fabricate a post-device that will be optimized in the future and verify the performance of the post-device through model tests.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.169-177
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• 2018

Twisted rudder, twisted rudder with bulb, and twisted rudder with bulb and fin have been developed computationally for 3,000 TEU container ship through parametric study. The objective function is to minimize delivered power in model scale. Design variables are twisted angle, rudder bulb diameter and fin angle. The governing equation is Reynolds averaged Navier-Stokes equations in an unsteady turbulent flow and the Reynolds stress model applied for the turbulent closure. A double body model is used for the treatment of free-surface. The calculation was carried out in towing and self-propulsion conditions at design speed. The sliding mesh technique was employed to simulate the flow around the propeller. Form factor is obtained from the towing computation. Self-propulsion point is obtained from the self-propelled computations at two propeller rotating speeds. The delivered power due to the designed twisted rudder, twisted rudder with bulb, and twisted rudder with bulb and fin are reduced by 1.1%, 1.6%, and 2.0%, respectively.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.38-45
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• 1998

본 논문에서는 계열 모형시험을 통하여, 길이/폭 비가 작은 컨테이너선의 조종성능에 미치는 선미 부가물, 타 및 선미형상의 효과에 대해서 조사 연구되었다. 타, 선미부가물과 선미형상을 변화시키면서 각 경우에 대하여 타 단독시험과 PMM 시험이 수행되었다. 실험적으로 구한 유체력 미계수와 일본에서 개발된 MMG 수학모형을 사용하여 조종성능 해석을 수행하였다. 그 결과 선미형상의 변화와 선미벌브 밑부분에 부가물을 부착시키는 것이 불안정한 선박의 방향안정성을 향상시키는데 있어 가장 효과적이었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.46-53
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• 1998

본 논문은 초기 설계단계에서 조종성능추정에 널리 사용되고 있는 Inoue 및 Kijima 추정법을 개선하였다. 이를 위하여 당연구소는 Horn 형태의 타와 선미벌브 형태를 갖는 저속비대선에 대해 12척의 계열 PMM 시험과 타단독시험을 수행하였다. 조종수학모델은 일본에서 개발된 MMG 방법을 사용하여 유체력미계수 및 MMG 실험 계수를 해석하였고, 그 결과를 이용하여 기본제원에 의한 회귀분석을 수행하여 민감도 조사 및 조종성능 해석을 수행하였다. 본 논문의 유효성을 검토하기 위해 개선된 회귀식으로 조종성능 해석을 수행하고 그 결과를 Inoue 추정법, PMM 시험에 의한 추정법 및 실선 시운전 결과를 서로 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.381-387
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• 2020

According to the increase of concern for environmental problems, the energy saving becomes an important issue because it is one of the most effective methods of decreasing CO2 which is major environmental problem. In the present study, the post device after propeller related with rudder has been focussed. Recently the full-spade twisted rudder has been frequently used not only to increase the efficiency but also to remove the cavitation risk on leading edge. In addition to that the rudder bulb is also applied to the rudder to increase the propulsion efficiency as well as to minimize the cavitation erosion risk around twisting part. The parametric study has been conducted for investigating the optimum configuration of twisting rudder with bulb by CFD. The present optimization has been applied to the KVLCC2 full-body ship. The verification of the computed results is also expected to be conducted by the comparison with experimental results in the near future.

• 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.