• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.44-52
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• 2016

항주파 파봉의 위치를 예측하는 Kelvin(1887)의 이론해는 심해에서만 적용 가능한 한계가 있다. 최대파향각을 예측하는 Havelock(1907)의 이론해는 모든 수심에서 적용 가능하지만 파향각에 따라 다르게 나타나는 파봉의 위치를 예측하지 못하는 한계가 있다. 본 연구에서 항주파의 분산관계식을 온전하게 이용하여 모든 수심에 적용 가능한 항주파 파봉식을 개발하고, 이 식을 이용하여 항주파의 최대파향각을 예측하였다. FLOW-3D를 이용하여 Johnson(1958)의 수리모형실험을 수치적으로 재현한 후 본 연구에서 제안하는 최대파향각의 이론해가 모든 수심에서 수치해, 수리실험결과와 유사함을 확인하였다. 여러 조건에서 항주파를 수치적으로 재현한 후 파봉선 간의 거리를 측정하여 이론해와 비교하였다. 그 결과 선박의 속도가 ${\sqrt{gh}}$보다 작은 경우 이론해와 유사하였다. 선박의 속도가 ${\sqrt{gh}}$보다 큰 경우 첫 번째 항주파의 거리를 결정하는 상수 $C_1$은 0에 가까운 값이었고 첫 번째 항주파를 제외한 경우 이론해와 유사하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권2호
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• pp.736-749
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• 2019

This paper employs computational tools to investigate the diffraction effects in regular head waves on the added resistance and wake on the propeller plane. The objective ships are a 66,000 DWT bulk carrier and a 3,600 TEU container ship. Fixed and free to heave and pitch conditions at design speed have been taken into account. Two-phase unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes equations have been solved using the finite volume method; and a realizable k-ε model has been applied for the turbulent closure. The free surface is obtained by solving a VOF equation. The computations are carried out at the same scale of the model tests. Grid and numerical wave damping zones are applied to remove unwanted wave reflection at the boundaries. The computational results are analyzed using the Fourier series. The added resistances in waves at the free condition are higher than those at the fixed condition, which are nearly constant for all wavelengths. The wake velocity in waves is higher than that in calm water, and is accelerated where the wave crest locates on the propeller plane. When the vertical motion at the stern goes upward, the wake velocity also accelerated.