활주형선은 고속 운항시 선저에 동적압력을 발생시켜 선체를 부상시켜 침수표면적을 감소시킴으로서 저항이 감소하게 되어 고속의 항주가 가능하게 된다. 또한, 활주형선 선저부에 공기공급을 유도하면 고속 주행시 선저 공기공급에 따른 접수면 감소로 인하여 전체저항 감소에 따른 속도향상과 연비절감 효과가 있다. 이에, 본 논문에서는 고속 모형시험이 가능한 실 해역모형시험기법을 이용하여 고속 활주형선을 대상으로 선저부에 공기공급을 유도하여 침수표면적 감소에 따른 저항성능 개선을 위해 공기공급 유무에 따른 고속 활주형선의 저항특성을 비교, 분석하였다. 시험결과, 선저 공기공급 활주형선이 공기공급이 없는 선형에 비해 저항감소 효과가 현저하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
활주형선이 수면 위를 활주하여 고속이 가능하기 위해서는 특별하게 설계되어 진다. 대부분의 활주형선은 충격하중을 줄이고 황요, 종요 등의 운동성능을 개선시키기 위하여 스프레이 스트립을 설치하며, 고속에서는 파형개선과 양력발생으로 스프레이저항과 마찰저항이 감소되는 것으로 알려져 있다. 이에, 본 논문에서는 모형시험을 통하여 스프레이 스트립의 부착 유무에 따른 고속 활주형선의 저항특성을 비교, 분석하였으며, 시험결과, 스프레이 스트립 부착 고속 활주형선이 미 부착 선형에 비해서 $3.0{\sim}5.0%$의 저항감소 효과를 확인할 수 있었다.
In this study, a simplified analysis method was developed to evaluate the fatigue damage of an ice-going ship under broken ice condition. The global ice load, which is essentially calculated at the design stage of the Arctic vessel, and the hull form information were used to estimate the local ice load acting on the outer-shell of the ship. The local ice load was applied to the finite element analysis model, and the Weibull parameters for the target fatigue point were derived. Finally, fatigue damage was evaluated by applying the S-N curve and the Palmgren-Miner rule. For the verification of the proposed method, numerical analyses using direct approach were performed for the same conditions. A numerical model that implements the interaction between ice and structure was introduced to verify the local ice load and the stress calculated from the proposed method. Finally, the fatigue analyses of the Baltic Sea for actual ice conditions were performed, and the results of the proposed method, the method using numerical analysis, and the LR method were compared.
Korean coastal fishery suffers from profitability degradation due to a decrease in fisheries resources, pollution in coastal waters, fuel coast increase, and market opening for aquaculture products. The next generation Korean fishing vessel aims at the improvement of energy efficiency, enhancement of crew welfare, and safety. These purposes can be accomplished by adopting a new standard hull form with improved resistance performance and a modernized residence facility on the deck. In order to improve resistance performance, this study attempts to optimize design variables for stern flaps for three kinds of fishing vessels - coastal multi-purpose, coastal trap, and dredged nets. A series of model tests for these fishing vessels was carried out in the towing tank of Pusan National University. The results indicate that for some cases, the stern flap caused the stern trim of the vessel to decrease, leading to the resistance reduction.
모형저항시험 자료를 토대로 선형요소들에 대한 통계 회귀계수를 만들고, 이를 이용하여 새로운 어선의 기본설계 단계에서 유효마력을 추정할 수 있는 방법을 정립하였다. 이러한 방법을 Chine Line이 있는 소형 표준어선 4척과 Round Bottom형 표준어선 2척에 적용하여 유효마력을 추정하였으며, 이를 실험값과 비교하였다. 이 6척 어선의 경우 전속도 범위에서 추정치와 실험치가 잘 일치하고 있는 것과 근접한 것으로 나타났다. 그러므로 작성된 수치계산법은 어선의 유효마력추정에 매우 유용하게 쓰일 수 있음이 입증되었다. 따라서 제안된 방법을 어선설계에 적용하면, 직접적으로는 저항성능을 개선할 수 있을 뿐 아니라, 설계공수단축, 원가절감 등에 기여할 수 있을 것이다.
내항성능이 우수한 선체는 나쁜 해상상태에서도 효과적으로 운항이 가능하고, 여객과 화물을 안정된 상태로 유지시키게 된다. 이러한 선체의 운동은 선속과 파도의 조우주파수와 밀접한 관계를 가지고 있다. 운동응답에 대한 평가는 입사파에 대하여 3자유도 운동에 대한 계산이 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 카타마란형 레저보트의 선형설계를 수행하여 이에 대한 운동성능을 고찰하고자 하였다. 조우각과 선속의 변화에 따른 카타마란의 3자유도에 대한 RAO 및 RMS 값의 반복적인 평가를 통하여 양호한 운동응답을 보였다.
극지방의 천연자원의 수송에 필수적인 빙해항행선박은 금후 우리나라의 조선산업이 지향해야 할 기술집약형 선박중 하나로서 국제경쟁에 대비하여 독자적인 연구가 요구되는 분야이다. 본 연구는 빙해항행선박 기본설계의 중요한 인자인 선수부 형상과 평탄빙에서의 쇄빙능력 사이의 상관관계를 밝히는데 목적이 있다. 통상 평탄빙(level ice)에서 선박의 전진속도를 3-4 knots로 볼 때, 탄성으로 취급되는 얼음의 재료특성을 고려하여, 파괴시킬 수 있는 얼음의 최대두께와 파괴된 얼음의 특성길이를 수치적으로 추정하는데 주안점을 두고 있다. 본 연구에서는 빙해항행 선박이 평탄빙에서 연속쇄빙을 하고 있는 상황을 탄성지지기반 위에 놓인 유한 길이의 쐐기보에 작용한 충격하중의 문제로 가정하고 굽힘모멘트에 의해 어떤 위치에서 발생한 최대인장응력이 얼음의 굽힘파괴강도에 도달한다면 그 부분에서 파단이 일어날 가능성이 가장 높다고 판단한다.
거친 해역에서 내항성능이 우수한 선형을 만들기 위해서는 무엇보다도 수선면적을 작게 하여 파랑하중을 적게 받도록 하는 것이 가장 이상적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 과대한 수선면적의 감소는 침수표면적 대 배수량비가 증가하여 속도 측면에서 불리한 점을 가지게 된다. 본 논문에서는 일반 소수선면 쌍동선(SWATH Ship)보다는 수선면적을 키워서 속도와 내항성능면을 동시에 고려한 새로운 선형을 제시하고자 한다. 여객 350명, 항해거리 300 n. miles, 해상상태 4에서 운항속도 30노트로 쾌적하게 항주할 수 있는 선형을 설계하였으며 모형시험으로 검증하였다. 본 논문은 개발선형의 저항성능, 내항성능, 설계개념에 대해서 언급하고 다른 고속선형들과의 간접적인 성능 비교를 하였다.
최근 국내에서 배스낚시는 하나의 해양레저 스포츠로서 자리매김하고 있다. 국내 배스 낚시협회는 총 4곳이 있으며 각 협회당 매년 10~15회의 토너먼트 대회를 개최하는 등 수요가 높은 편이다. 그러나 국내 대회에서 선호되는 17ft 이상 급의 배스보트의 경우 현재 100 % 수입에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 해외실적선 자료를 바탕으로 통계분석을 통해 18.5ft급 경기용 배스보트의 초기선형 개발을 위한 주요제원을 도출하였다. 또한 활주선의 저항 및 활주성능에 큰 영향을 미치는 선저경사각 및 종방향 무게중심에 따른 CFD 수치해석을 수행하였다. 수치해석의 경우, 설계 속도인 $Fn=3.284 (Re=9.858{\times}10^7)$에 대해서 수행하였고, 선저 경사각은 $12{\sim}20^{\circ}$, 종방향 무게중심은 부력중심으로부터 선미방향으로 $0{\sim}8%L_{WL}$의 범위로 설정하였다. 수치해석 결과를 바탕으로, 1차적으로 저항성능과 침수용골 길이를 바탕으로 범위를 설정한 후, Savitsky의 Drag-Lift ratio의 상관그래프를 이용하여 최적 트림각에 근접한 선저경사각($14{\sim}16^{\circ}$), 종방향 무게중심위치($4{\sim}6%L_{WL}$)의 범위를 도출하였다.
자유표면상을 항주하는 고속쌍동선의 저항성능 추정을 위한 포텐설기저 패널법을 개발하였다. 물체표면에 법선 다이폴과 쏘오스를 자유표면에는 쏘오스를 분포하였고, 선형화된 자유표면조건을 고속으로 진행하는 쌍동선에 적용하였다. 쌍동선이 고속으로 진행할 때 dernihull 사이의 내부유동과 쌍동선 주위의 외부유동의 속도차이로 인해 발생하는 해의 불안정성을 해결하기 위해 선미에 Kutta 조건을 적용하였다. 수치계산결과의 검증과 화류수조에서 고속선형에 대한 저항시험 가능성을 확인하기 위한 목적으로 회류수조에서 모형시험을 수행하였다. 모형시험 및 수치계산결과는 동일한 실험을 수행한 Insel[l]의 실험결과와 비교하였다. 이를 통해 회류수조에서의 실험결과가 정성적으로 타당한 결과를 보이고 있음을 확인하였다. 수치계산결과는 Kutta 조건을 사용함으로써 고속에서도 안정된 계산결과를 얻을 수 있었다. 선형화된 사유표면조건을 고속선에 적용한 본 연구결과는 모형시험결과에 비해 작게 나타났으나, 정성적으로 티당한 결과를 주고 있어 고속쌍동선의 선형설계에 적용될 수 있음음 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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