18,000 TEU 급 대형 컨테이너 운반선의 그린쉽 설계에 관한 연구로 기본설계와 에너지 효율 향상 관점에서 선형 최적화 과정을 4단계로 나누어 체계적으로 연구를 수행하였다. 첫째, 환경적 측면 및 법규 등을 고려하여 대형 컨테이너 운반선의 경제성 평가를 수행하였다. 둘째, 기본설계 및 성능 관점에서 단축선형과 쌍축선형의 특징을 조사하였다. 셋째, 설계 흘수 및 속도에서 저항과 추진 성능을 향상시키기 위한 단축 및 쌍축선의 선형 최적화를 CFD와 모형시험을 통해 수행하였으며 최적 선형의 성능 향상을 확인하였다. 마지막으로 실제 운항조건을 고려한 추정된 운항 흘수와 속도에서 CFD를 통해 최적화된 최종 선형을 제시하였다. 본 연구를 통해서 대형 컨테이너 운반선의 그린쉽 설계를 위해 고려해야 할 사항을 살펴보았고 그에 따른 선형 최적화를 수행하였으며 설계 흘수와 실제 운항조건 및 연료 소모량을 고려한 총 에너지 효율식을 이용하여 최적화된 단축 및 상축 선형의 에너지 효율 개선을 확인하였다.
$C_B{\simeq}0.8,\;L/B{\simeq}5.5,\;B/d{\simeq}3.5$의 선형치수비를 특징으로 갖는 AFRAMAX형 유조선에 복합선미 선형 개념을 적용하여 선형개발을 수행하였고, 종래 유조선에 비해 매우 우수한 선형이 모형시험을 통하여 확인됨으로써 복합선미선형 개념이 비교적 광폭천흘수(廣幅淺吃水) 특성을 갖는 선형의 경우에 더욱 유력한 것임이 입증되었으며, 이러한 치수비의 선형에 적합한 늑골선의 형태도 찾을 수 있었다. 또한 본 연구에서는 일본의 'H사'에서 '90년에 개발한 동급선형을 선택하여 이론계산 및 한국해사 기술연구소에서의 도형시험에 의한 선형특성 및 성능의 비교를 수행하였으며, 그 결과 대우 선형은 종래의 "Moderate U형" 선미형상을 특징으로 하는 'H사'의 선형에 비하여 점성저항은 매우 작으면서도(형상계수 k가 0.30에서 0.75로 감소) 추진효율은 그다지 나쁘지 않아서, 만재상태나 경하상태에서 유효마력은 약10%, 전달마력은 5-6% 작은 것이 확인되었고 이론계산 결과도 이런 경향을 잘 설명해 줌을 알았다. 부수적으로, 형상계수가 통상의 것보다 매우 작은 경우에는 Froude방법 및 종래의 통계에 의한 상관 수정계수에 의한 저항시험결과의 실선화장은 실선저항을 지나치게 낮게 예측해줄 위험성이 있으므로 ITTC '78방법과 같은 형상계수의 도입이 보다 바람직한 것임을 확인하였다.
선박이 파랑중을 항행할 경우에는 정수중에 비하여 저항이 증가하기 때문에 예부선의 안정성 확보를 위해 예선의 예인마력과 예인삭의 절단하중 등을 산정할 때에 부선의 정수중 저항값 및 파랑중 저항값을 정확히 추정해야 안전한 예항업무를 이행할 수 있다. 현재 정부에서 제안하고 있는 방법에 의하면 부선의 전저항 산정시 마찰저항, 조파저항, 공기저항은 선체의 형상 및 예선의 속력 등을 고려하여 산정하지만 부가저항은 유의파고에 따라 일률적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 파랑중 부가저항 추정을 위해 수치계산을 실시하여 wigley 선형에 대한 기존의 실험 데이터와 상호 비교함으로서 본 계산법의 유효성을 검증하고, 검증된 수치계산법을 토대로 실무에서 많이 사용되고 있는 두개의 부선 모델을 대상으로 계산을 실행한 결과 부선의 부가저항은 파도와의 만남각에 따라 약 0.3∼1.1톤, 예인속력에 따라 약 0.4∼1.2톤, 선수형상에 따라 약 0.5∼1.1톤으로 차이가 발생함을 확인하였다.
반 잠수식 저 수선면적 쌍동선(Small WAterplane Area Twin Hull) 의 총 저항 추정을 위한 새로운 전산 program 개발에 대해서 개략적으로 설명하였다. SWATH ship의 총저항을 조파 저항, 표면 마찰 저항, Fin 저항 및 부가 저항의 합으로 계산하였다. 개발된 program의 정확성을 확인하기 위해서 수치 해석결과를 세 가지 SWATH 모델들의 실험치와 비교하였다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제8권6호
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pp.563-576
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2016
The flight deck of an aircraft carrier is relatively vulnerable compared to its hull, as the damage of some subsystems on the flight deck may cause the carrier losing its operational capability. Therefore, this work aims to represent a simulative method for evaluating the resistance of the flight deck's operational capability in the condition that the aircraft carrier is together with its strike group and the enemy uses the anti-ship missiles with the cluster warheads to attack. In the simulations, the susceptibility of the carrier and the vulnerability of the aircraft guarantee resources are gained. Then, with the help of the closed queuing network, the residual sortie generation rate can be solved, which reflects the flight deck's residual operational capability. The results have proven that the flight deck is of strong resistance to these attacks while it is very sensitive to the loss of some key aircraft guarantee resources.
The resistance of a high speed monohull can be dramatically increased at the high speed range due to the severe stern trim, spray formation and hull bottom pressure irregularity etc. In order to avoid these demerits associated with this resistance increase, various appendages such as the stern wedge, vertical wedge, stern flap, spray strip etc. have been studied. Each of appendage can control the trim angle and/or improve the resistance performance. If these appendages are combined for finding the maximal resistance reduction, there are enormous combination selections. This paper presents the DOE(Design of experiment) using an orthogonal array in order to decrease the model tests finding the optimum appendage combination. And we evaluate that the method introduced in this paper makes the optimal combination of appendages efficient and time-saving by applying to high speed semi-planing monohull. Here, the maximum speed and the least fuel expense are adopted as the decision criteria.
선저에 부착된 공기공동에 의한 실용 선박의 저항감소 효과를 조사하기 위하여 예인수조에서 충주호 유람선에 대한 저항실험을 수행하였다. 여러 가지 형상의 공기공급 노즐에 대해서 선저에 부착된 공기공동의 관측과 저항 계측이 수행되었으며 이로부터 적절한 공기공급 노즐의 형상을 결정하였다. 선박의 빌지부 근처에서의 공기누출을 억제하기 위하여 선박의 길이방향으로 공기유출막이 스트립을 공기공급 노즐의 양 측면에 부착하였다. 또한 두 개의 공기공급 노즐을 설치하여 두 개의 공기공동을 연속하여 발생시킬 수 있었으며 이로부터 더욱 큰 저항감소 효과를 얻을 수 있었다. 효율 측면에서는 공기공급에 필요한 에너지를 고려하더라도 설계속도에서 10% 이상의 에너지절감 효과를 얻을 수 있었다.
This paper deals with a problem for determining the bulbous bow ship from which pertains to the study of the theoretical ship form planing method. In this paper has been determined the bulbous bow ship form which is a similar in geometric particulars with the conventional liner ship G.T.10, 000 by adopting the variable method for finding the optimum ship form by A.Y.C. Lee and the streamline tracing method by T. Inui and P.C. Pien. Each resistance performance is examined by the towing test and is compared with one another. The followings are the outcome of this study: Among the 5 type models, the bulbous bow ship form M.S. B 1120 is the most excellent for the resistance performance. The effect for the wave resistance is very sharp according to the difference of the bottom flattening of theoretical ship form. The optimum value of the bulbous bow for wave resistance can be obtained by the variable method mentioned above, and for the series of(Main hull+Bulb)opt., ${\alpha}=75/25$, the value is $f{\approx}0.11$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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