본 연구에서는 너클 라인이 다수 존재하면서 안팎 형상이 비대칭으로 설계된 특이점을 갖는 쌍동선의 자항성능을 예측하기 위 해 CFD 해석을 수행하였고, 해석 기법에 따른 차이를 파악하기 위해 MRF(Moving Reference Frame) 기법과 SDM(Sliding Mesh) 기법을 적용하 였다. MRF 기법을 적용한 경우에는 time step당 프로펠러를 1˚ 회전시켰고, SDM 기법의 경우 10˚, 5˚, 1˚씩 회전시키며 각 기법별 예측된 자 항성능을 비교하였다. 자항점 추정을 위한 몇 가지 프로펠러 회전수에서의 해석 결과 중 프로펠러의 토크는 기법에 따른 차이가 거의 없었 지만 추력 및 선체가 받는 저항은 MRF 기법보다는 SDM 기법을 적용했을 때 더 낮게, SDM 기법의 time step당 프로펠러 회전각이 작을수 록 높게 계산되었다. 선형 내삽을 통해 추정된 자항점의 프로펠러 회전수, 추력, 토크와 실선 확장법을 사용해 추정된 실선의 전달동력, 반 류 계수, 추력 감소 계수 및 프로펠러 회전수도 동일한 경향을 보였으며, 대부분의 자항효율은 반대의 경향을 보였다. 프로펠러 후류의 경 우 MRF 기법을 적용했을 때 정확도가 떨어졌고, SDM 기법의 time step당 프로펠러 회전각에 따라 표현되는 후류의 차이는 거의 없었다.

In this study, simulations based on computational fluid dynamics were performed for self-propulsion performance prediction of a catamaran that has asymmetrical inside and outside hull form and numerous knuckle lines. In the simulations, the Moving Reference Frame (MRF) or Sliding Mesh (SDM) techniques were used, and the rotation angle of the propeller per time step was different to identify the difference using the analysis technique and condition. The propeller rotation angle used in the MRF technique was 1˚ and those used in the SDM technique were 1˚, 5˚, or 10˚. The torque of the propeller was similar in both the techniques; however, the thrust and resistance of the hull were computed lower when the SDM technique was applied than when the MRF technique was applied, and higher as the rotation angle of the propeller per time step in the SDM technique was smaller in the simulations for several revolutions of the propeller to estimate the self-propulsion condition. The revolutions, thrust, and torque of the propeller in the self-propulsion condition obtained using linear interpolation and the delivered power, wake fraction, thrust deduction factor, and revolutions of the propeller obtained using the full-scale prediction method showed the same trend for both the techniques; however, most of the self-propulsion efficiency showed the opposite trend for these techniques. The accuracy of the propeller wake was low in the simulations when the MRF technique was applied, and slight difference existed in the expression of the wake according to the rotation angle of the propeller per time step when the SDM technique was applied.

1. 서 론
2. 연구 대상
    2.1 대상 선박
    2.2 대상 프로펠러
3. 수치해석
    3.1 지배방정식
    3.2 해석 기법
    3.3 계산 영역 및 경계 조건
    3.4 격자계
4. 결 과
    4.1 저항성능 해석
    4.2 프로펠러 단독성능 해석
    4.3 자항성능 해석
5. 결 론

• 이종현(동명대학교 조선해양시뮬레이션센터 연구원) | Jonghyeon Lee (Researcher, Shipbuilding & Marine Simulation Center, Tongmyong University, Busan 48520, Korea)
• 박동우(동명대학교 해양모빌리티학과 교수) | Dong-Woo Park (Professor, Department of Marine Mobility, Tongmyong University, Busan 48520, Korea) Corresponding author