International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제7권2호
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pp.259-269
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2015
The issue of the longitudinal stability of a WIG vehicle has been a very critical design factor since the first experimental WIG vehicle has been built. A series of studies had been performed and focused on the longitudinal stability analysis. However, most studies focused on the longitudinal stability of WIG vehicle in cruise phase, and less is available on the longitudinal static stability requirement of WIG vehicle when hydrodynamics are considered: WIG vehicle usually take off from water. The present work focuses on stability requirement for longitudinal motion from taking off to landing. The model of dynamics for a WIG vehicle was developed taking into account the aerodynamic, hydrostatic and hydrodynamic forces, and then was analyzed. Following with the longitudinal static stability analysis, effect of hydrofoil was discussed. Locations of CG, aerodynamic center in pitch, aerodynamic center in height and hydrodynamic center in heave were illustrated for a stabilized WIG vehicle. The present work will further improve the longitudinal static stability theory for WIG vehicle.
The paper introduces the state-of-the art of WIG ship and application field of the CFD to WIG ship development. WIG ships are highly efficient and fast transport vehicles which take advantage of benefits of ground effect. Chapter 1 describes the characteristics of WIG ship. Chapter 2 reviews the research works of Russia, German, Chinese, Korea and etc. Chapter 3 explains the kind of WIG ship categorized by the main operational mode and take-off system. Chapter 4 describes about the application field of CFD to WIG ship development procedure.
A new ground transportation system is often simulated by the wing in ground effect(WIG). Recently, several kinds of experimental and computational studies are being carried out to investigate the WIG aerodynamic characteristics which are of practical importance to develop the new ground transportation vehicle system. These works are mainly based on conventional wind tunnel tests, but many problems associated with the WIG aerodynamic characteristics can not be satisfactorily resolved. In order to develop the new ground transportation vehicle system the WIG should be further investigated. To do this, it is necessary to develop a s imulator appropriate to the WIG aerodynamics. The objective of the present study is to clarify the aerodynamic characteristics of the WIG and to develop a new experimental test rig for the investigation of the WIG aerodynamics. Some preliminary experiments are performed to investigate the usefulness of the WIG simulator.
As demands for high speed sea transportations have recently been increased, various high speed ships appear. Among them the WIG is believed to be one of the next generation of the sea transportation system. Test flight of the 20 seaters WIG craft, Haenarae-X1, developed by MOERI was a success in August, 2007. Development of the large WIG is now ongoing, and it is expected to be commercialized in the near future. In this study we designed a remote controled WIG Craft and carried out its performance test in order to establish engineering design procedures of an Unmanned WIG (U-WIG) craft.
고속 및 고효율의 해양 수송수단에 대한 필요성이 점차 증가되면서 위그선(WIG: Wing in Ground effect)이 차세대 수송수단으로 관심이 집중되고 있다. 이러한 고속 해양 수송선의 구조설계 시 수면에 대한 충격하중은 중요하게 고려되어야 할 하중요소 중의 하나이며 착수하중에 의한 동적거동은 손상을 초래하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 위그선 착수 시 수면 충격하중에 대한 수치해석을 통해 선체의 동적거동을 평가하였다. 착수환경에서의 수면충격하중을 ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) 유한요소법을 적용하여 해석을 수행하였으며 3차원 쉘요소를 적용한 전기체 모델을 개발하여 위그선의 착수환경에서 선체의 동적거동을 모사하였다. 착수환경은 정상 착수조건과 측풍에 의한 비정상 착수조건 두 가지를 고려하여 해석을 수행하였으며 이러한 착수환경이 위그선 구조의 정적 구조 안정성에 미치는 영향을 평가하였다
Numerical and experimental studies were performed to investigate the aerodynamic performance of a thin wing in close vicinity to the ground. The vortex lattice method (VLM) was utilized to simulate the wing in ground (WIG) effect, which included freely deforming wake elements. The numerical results acquired through the VLM were compared to the experimental results. The experiment entailed varying the ground clearance using the DHMTU (Department of Hydromechanics of the Marine Technical University of Saint Petersburg) wing and the WIG craft model in the wind tunnel. The aero-dynamic influence of the design parameters, such as angles of attack, aspect ratios, taper ratios, and sweep angles were studied and compared between the numerical and experimental results associated with the WIG craft. Both numerical and experimental results suggested that the endplate augments the WIG effect for a small ground clearance. In addition, the vortex lattice method simulated the wake deformation following the wing in the influence of the ground effect.
해면효과를 받는 WIG선의 종방향 안정성 특성은 고도에 따른 힘과 모멘트의 변화량 때문에 일반 항공기와는 매우 다르게 나타나며, WIG선의 안전한 설계 및 성능에 큰 영향을 준다. 해면 효과를 고려한 WIG선의 종방향 운동방정식으로부터 정안정성 및 동안정성 조건을 유도하고 이를 분석하였다. 20인승 WIG선의 실험데이터로부터 정적 및 동적 안정성 해석을 수행하였으며, 몇가지 설계인자의 변화에 따른 동적 운동특성도 조사하였다. 마지막으로 순항조건에서 비행성능(flying quality)을 군용 항공규정에 의해 분석하였다.
The aerodynamic effects of a 3-dimensional Wing in Ground Effect (WIG) which moves above the free surface has been numerically investigated via finite difference techniques. The air flow field around a WIG is analyzed by a Marker & Cell (MAC) based method, and the interactions between WIG and the free surface are studied by the pressure distributions on the free surface. Waves are generated by the surface pressure distribution, and a Navier-Stokes solver has been employed, to include the nonlinearities in the free surface conditions. The pressure values Cp and lift/drag ratio are reviewed by changing the height/chord ratio. In the present computations a NACA0012 airfoil with a span/chord ratio of 3.0 are treated. Through computational results, it is confirmed that the free surface can be treated as a rigid wavy wall.
프로펠러-WIG(Wing in Ground Effect)선의 상호작용 및 성능을 포텐셜 유동에 의해 해석하였다. 프로펠러는 보오텍스 격자법(VLM)을 사용하였고 WIG선은 포텐셜 기저 패널법을 사용하여 각 경계조건을 만족시키면서 반복계산을 통하여 상호작용 및 성능을 해석하였다. 자유수면은 강체로 가정하여 경상법을 사용하였다. 프로펠러-WIG의 상호작용 및 성능을 해석하기에 앞서 발표된 실험결과와 계산결과가 있는 MP101 프로펠러와 MR-21 타의 상호작용 및 성능해석을 수행하여 개발된 프로그램의 정도를 검증하였다. 프로펠러-WIG선의 상호작용해석은 프로펠러의 부착위치, 직경 및 회전수의 변화에 따른 비행고도 높이 변화에 대한 양력 및 피치모멘트를 계산하여 비교하였다. 날개 앞에 부착된 프로펠러는 WIG선의 양력을 급격히 향상시키며 정적안정성을 향상시킴을 알았다. 따라서 적절한 프로펠러의 크기, 부착위치 및 회전수의 선택이 PARWIG선의 성능향상을 위해 필수적임을 알았다.
본 연구는 여성암환우의 가발착용이 두피질환에 미치는 영향을 알아보고 향 후 암 환우들을 위한 가발 제작 시 필요한 기초자료를 제공하고자 실증 조사를 실시하였다. 그 결과 여성암 환우의 탈모용 가발 착용이 두피 가려움증에 미치는 영향은 가발착용 시 여러 가지 불편요소가 클수록 가려움을 유발하는 것으로 나타났으며 가발착용의 밀착성과 땀 분비, 심리적 위축성은 두피 가려움을 직접적으로 유발하지 않는 것으로 나타났다. 또, 여성암환우의 탈모용 가발 착용이 두피 트러블 유발에 미치는 영향에서도 가발의 탈착 시 불편 여부와 심리적 위축감이 높을 경우 두피 트러블을 유발시키는데 유의적인 영향을 미치는 반면 가발 탈착 시 밀착성과 땀 분비는 직접적인 연관이 없는 것으로 나타나 기각되었다. 이 같은 결과는 여성암 환우의 탈모용 가발 작용이 두피가려움과 트러블을 유발시킴에 있어 단순한 밀착여부와 땀 분비만으로 두피질환을 유발하지 않음을 시사한 것으로 볼 수 있다. 따라서 본 연구의 결과를 토대로 심적으로 고통 받는 여성 암 환우들을 위한 편리하고 우수한 가발 제작이 필요할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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