• 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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.132-138
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• 2003

대형 유조선 접이안시 발생하는 비정상 운동을 이해하기 위해서는 천수역에서 작용하는 유체력의 크기와 성질을 명학히 파악해야 한다. 본 논문에서는 수식선형인 wigley 선형을 대상으로 수심과 가속도에 따른 유체력 변화에 대해 CFD를 이용하여 직접 시간영역에서 수치 계산을 행하였다. 또한 계산 결과를 수조 실험결과와 비교하여 CFD의 타당성 및 유효성을 검증하였다. CFD의 계산 결과는 선박 접이안시 선체에 작용하는 유체력의 산출은 물론이고 선체 주위 물리적 현상이나 유장 등의 특징을 상세히 파악할 수 있었다. 또한 수심과 가속도를 변수로 행한 계산 결과를 바탕으로 최초 정지상태에서 등속운동까지의 과도 횡력을 선체 이동속도에 이동거리를 곱한 순환함수의 개념을 이용하여 모델화하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.58-65
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• 1994

계산격자크기의 변화에 따른 해의 특성을 이해하는 것은 중요하며, 특히 벽함수를 사용하지 않는 난류모형을 사용할 때 더욱 그러하다. 본 논문에서는 배주위의 3차원 난류유동장에 대한 수치해의 격자의존성에 대한 수치계산적인 조사를 수행한다. 본 연구에서는 수정된 sub-grid-scale 난류모형과 함께 유한체적법을 사용하며 복잡한 배의 기하학적 형상에 적합한 비직교의 곡선좌표계를 수치적으로 만들어 사용한다. 그리고 수학선형인 Wigley 선형과 Series 60($C_B=0.8$) 선형에 대하여 수치계산적인 연구를 수행하고, 수치해의 격자의존성을 보이기 위하여 여러가지 격자크기에 대한 계산결과들을 서로 비교하였으며 실험결과와도 비교해 보인다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권4호
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• pp.371-398
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• 2017

Calm water wave resistance plays a very important role in ship hull design. Numerical methods are meaningful for this reason. In this study, two prevailing methods, the Neumann-Kelvin and the Rankine source method, were implemented and compared. The Neumann-Kelvin method assumes linearized free surface boundary condition and only needs to mesh the hull surface. The Rankine source method considers nonlinear free surface boundary condition and meshes both the ship hull surface and free surface. Both methods were implemented and the wave resistance of a Wigley III and three Series 60(Cb=0.6, 0.7, 0.8) hulls were analyzed. The results were compared with experimental results and the merits of both numerical techniques were quantified. Based on the results, it is concluded that the Rankine source method is more accurate in the calculation of the wave-making resistance. Using the Neumann-Kelvin method, it is found to be easier to model the hull and can be used for slender ships to solve problems like wave current coupling calculation.

• 대한조선학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-10
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• 1987

The wave resistance of ships is calculated with the numerical solution of the Newmann-Kelvin problem. For the sake of the numerical evaluation of the Green function, Shen and Farell's method is used[7]. In particular, the contribution of the line integral term in the Neumann-Kelvin problem to the calculated values of the wave resistance is shown. For the Wigley's hull the calculated values of the wave resistance and the wave profiles at the hull surface are in fairly good agreement with the experimental data. However, for the series 60 hull and the practical hull, a 454,000 cubic feet reefer vessel, the calculated results of the wave resistance show definte hollows and humps considering the experimental result.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1996년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.93-98
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• 1996

파랑중을 항주하는 Wigley 선형주위의 점성유동장을 수치적으로 해석하였다. Navier-Stokes 방정식을 유한차분법을 이용하여 차분화하고 압력과 속도의 연성은 MAC방법으로 처리하였다. 격자계로는 O-H헝 격자계를 사용하였으며 정수중에서 항주하는 결과를 다른 실험결과 및 계산결과와 비교하여 계산정도를 검증하였으며, 파랑이 선체주위의 유동장에 미치는 영향에 관하여 고찰하였다.

• 한국기계연구소 소보
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• 통권9호
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• pp.153-167
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• 1982

From first-order thin-ship theory, we can obtain the" wave resistance, wave amplitude functions, wave elevation along the hull, sinkage and trim of a ship moving with constant speed into calm water. Generally, these calculations of ship is called with Michell’s Theory, and there is all the difference between calculated wave resistance and residual resistance from conventional wave resis¬tance test. But, these calculated results are important reference materials for initial hull form design procedure. Various calculated results for Shearer’ s Model, Wigley’s Model and Series 60 4210W Model have been calculated using this theory. The results are compared with the corresponding experimental values, and the agreement between theoretical and experimental values is considered satisfactory.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.27-38
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• 1997

본 논문에서는 Rankine Source 분포법에 의해 SWATH선의 조파저항 계산을 시도하였다. 자유표변조건은 이중모형근사형(Dawson형)의 자유표면조건과 free stream에 의한 근사형(Kelvin형)을 사용하고, 각각의 경우에 유한 차분법이 아닌 해석적인 방법을 사용하여 수치해석을 하였다. 위 두 가지 패널방법에 의한 수치계산결과, 얇은배 이론과 수정 세장체이론에 의한 계산결과 및 시험 탠값과의 비교를 통하여 각 방법의 특성을 논하였다. 저항실험은 단독형 스트러스와 탠덤값(tendem) 스트러트 SWATH선에 대해서 하였으며, 두 선체간의 거리변화에 따른 결과도 포함시켰다. 개발된 프로그램의 검증을 위해서 Wigley 단독선형 및 쌍동선형에 대해서 계산을 수행하여 발표된 시험결과와 비교하였다. Wigley 단독선형, 쌍동선형 및 SWATH 선형에 대해서 계산한 조파저항 값과 시험값, 관측한 파형과 계산한 파형을 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.35-47
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• 1996

포텐셜을 기저로 하는 판요소법을 사용하여 자유 표면이 존재하는 유동장에서 일정 속도로 전진하는 3차원 물체의 형상을 설계하였다. 설계 방법으로는 원하는 압력 분포를 경계 조건으로 부여하고 이를 만족하는 물체 형상을 찾아내는 역해석법(inverse method)을 사용하였다. 즉, 주어진 압력으로부터 물체 표면에 분포된 법선 다이폴의 세기인 포텐셜 값을 결정하게 되며, 이는 물체 표면에 대한 Dirichlet형태의 경계 조건으로서 Green의 정리로부터 유도된 적분 방정식을 해석하게 된다. 전체 속도 포텐셜은 기본 유동인 선속에 대한 성분과 선제에 의하여 교란되는 성분으로 구성되어진다고 가정하였으며, 교란 포텐셜을 사용하여 선형화된 자유 표면 경계 조건을 적용하였다. 적분 방정식에 대한 수치 해석을 위해 물체 표면에 법선 다이폴과 Rankine 쏘오스를 분포하였으며, 자유 표면에는 Rankine 쏘오스를 분포하고 4점 유한 차분법을 사용하여 자유 표면 경계 조건이 만족되도록 하였다. 해로서 얻어지는 각 판요소에서의 Rankine 쏘오스의 세기는 가상의 유동 출입량으로서 형상 수정항으로 사용되었다. 몰수 회전 타원체의 형상 설계에 대하여 본 설계법을 적용한 결과 무한 수심에서나 조파 상태에서 $4{\sim}6$회의 반복 계산으로 충분히 수렴된 해를 얻을 수 있었다. 또한 자유 표면을 가르고 전진하는 Wigley 수학적 선형에 대한 형상 설계를 수행하여 만족스러운 결과를 얻어내었으며, 얻어진 수치해는 매우 안정적이고 빠른 수렴성을 보였다. 선형의 우열 비교를 통해 조파 저항을 감소시킬 수 있는 압력 분포의 형태를 파악하였으며, 이를 바탕으로 조파 저항의 관점에서의 5500TEU급 콘테이너 운반선의 설계를 수행하였다. 설계되어진 새로운 선형은 조파 저항의 관점에서 기존의 선형보다 계산과 실험에서 모두 우수하게 개량된 것으로 나타났다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권4호
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• pp.465-472
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• 2001

A numerical study is carried out to clarify the characteristics of flow fields and breaking phenomena around a high speed catamaran hull advancing on calm water. Computations are carried out for Froude numbers between 0.2 and 1.0 and for ratios of the distance between hulls to the catamaran length varying between 0.2 and 0.5 for a mathematically defined Wigley hull. A Navier-Stokes solver which includes the nonlinearities of free surface conditions is employed. Computations are performed in a rectangular grid system based on the Marker & Cell method. For validation, present computation results are compared with existing experimental results. As an application, the results of the displacement catamaran are used for the breaking analysis.