The aging fishery training vessels from the past have mostly been decommissioned, and many universities are introducing state-of-the-art large fishery training vessels. The purpose of these training vessels is to train marine professionals and above all, safety to prevent marine accidents should be of utmost priority as many students embark on the vessel. This study estimated the impact of the hydrodynamic interaction forces acting on the model vessel (fishery training vessel) from the bank when the vessel pass near the semi-circle bank wall in various conditions through the numerical calculation, especially concerning maneuvering motions of the vessel. For estimation, variables were mainly set as the size of the semi-circle shape, the lateral distance between the bank and the model vessel, and the depth near the bank. As a result, it was estimated that, in order for the model vessel to safely pass the semi-circle bank wall at a speed of 4 knots, the water depth to the vessel draft ratio should be 1.5 or more (approximately 8 m of water depth), and the lateral distance from the semi-circle bank wall should be 0.4 times the model vessel’s length    or more (a distance of 34 m or more). Under these conditions, it was expected that the model vessel would pass without significantly being affected by the bank wall.

선박의 다양한 흘수 및 트림 조건은 조종성능 추정을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 세 종류의 흘수 및 트림 조건에서의 해상 시운전 자료를 바탕으로 하여 선체 유체력 미계수를 추정하였다. 시스템 식별법(system identification)의 하나인 수학적 최 적화(mathematical optimization method) 및 Rheinmetall Defense사의 선박 운동 모델을 적용한 fast time 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 시운 전 항적데이터 및 관련 시뮬레이션 자료를 이용하여 선체 유체력 미계수를 추정하였다. 최적화 된 계수를 적용한 시뮬레이션 결과는 기존 계수 추정식을 사용한 시뮬레이션 결과와 대비하여 해상 시운전 계측 결과와 유사함을 보여주었으며 추가로 진행된 2차 검증 결과에서도 상대적으로 높은 유사함을 확인하였다.

최근의 초대형 컨테이너선들은 점차 거대화되고 있으며, 흘수의 증가로 인한 연안해역 및 항만 등과 같은 저수심 수역에서의 안전항해에 많은 주의가 필요하다. 이러한 저수심 해역을 항행하는 초대형 컨테이너선은 정수중 뿐만 아니라 파랑중에서의 선박 운동 특 성을 파악하여야 할 필요가 있다. 저수심 해역에서는 특히 선박의 상하운동에 의한 스쿼트 현상이 안전 항해의 중요한 평가 요소가 될 수 있으며, 수평방향으로 작용하는 파표류력은 선박의 조종성능에 미치는 영향이 매우 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 저수심 해역을 항 행하는 초대형 컨테이너선을 대상으로 선박에 수직방향으로 작용하는 파랑강제력과 수평방향으로 작용하는 파표류력에 대하여 전산유체 역학에 의한 수치시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과 천수역에서 정수중 전저항 값이 큰 폭으로 증가하고 있는 것을 알 수 있었다. 파랑중 단파장 영역보다는 장파장 영역이 될수록 수심과 관계없이 파표류력은 작아지고 있는 모습을 보여주고 있다. 또한 파랑강제력은 천수역 에서 다른 수심의 유체력 값에 비해 상당히 크게 작용하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 선체중앙 부분의 파고는 낮아지고 선미쪽 파고는 더욱 높아지는 현상을 파악할 수 있었다.

예부선 운항 시 부두의 접안, 이안 및 좁은 수로를 항행할 경우 접할 수 있는 안벽 근처의 항행과, 두 선박이 접근하여 평행 항로상을 반대 방향으로 항과할 경우의 유체력 상호작용을 살펴보기 위하여, 예선의 부선 예항 시뮬레이션을 실시한 후 부선의 선수방향, 예선의 회두 모멘트와 횡방향의 힘과 같은 특성을 조사 및 분석하여 그에 따른 안전한 예부선의 조선 방안을 제시하였다. 그 결과 부선의 과도한 회두운동을 감소시키기 위해서는 예선의 속도가 너무 느리지 않도록 미속상태의 속도를 유지하고, 예인삭의 길이를 가능한 한 부선의 길이만큼 줄여 항행하는 것이 안전예항 업무에 도움이 될 것으로 판단된다.

규칙파와 불규칙파 및 흐름이 함께 작용하는 상태에 놓인 가두리 시설에 대해 작용 유체력을 가두리 시설의 부설 방향별로 해석하기 위하여, 정사각형 모형 가두리 시설과 원형 모형 가두리 시설을 대상으로 예인 수조에서 수리 모형 실험을 실시하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 규칙파를 받고 있는 정사각형 가두리 시설에 작용하는 유체력은 가두리 시설의 부설 방향별로 큰 차이를 보이지 않았다. 2. 불규칙파와 흐름을 동시에 받고 있는 가두리시설에 작용하는 파력 에너지의 피크 주파수는 파의 그것과 잘 일치하였고, 작용 유체력은 정사각형 가두리 시설보다 원형 가두리 시설에서 더 작았다. 3. 가두리 시설의 안정성에서 있어서는 그 구조가 원형인 것이 정사각형인 것보다 나은 편이었다.

최근 들어 전 세계적으로 항공모함과 첨단 구축함 등 대규모의 최신 함정위주의 해상전력을 강화하는 상황에서 잠수함의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 이에 따른 잠수함의 조종성능 향상을 위한 정밀한 동유체력 미계수 값이 요구된다. 본 논문에서는 VPMM(Vertical Planar Motion Mechanism) 실험을 위하여 연직 강제 동요시험(VPMM)장비를 이용하였고, 이를 통해 동유체력을 측정하였다. 심도, 주기, 속도 등을 변화시키며 다양한 환경에서 실험을 실시하였다. 잠수함 모형을 속도 U로 예인하면서 동시에 순수 상하동요(Pure heave), 순수 종동요(Pure pitch) 운동을 각각 주었고, 이때 부가되는 힘과 모멘트를 잠수함 모형의 선수·선미 부분에 장착된 로드셀을 이용하여 각각 획득하였다. 그 결 과, 푸리에 해석을 통한 잠수함 모형의 선형 유체력 미계수들을 추정할 수 있었다.

선박의 조종성능 향상을 위해 적용되고 있는 쌍동타의 유체력 평가를 위해 Re=1.5×104에서 쌍동타의 상 하부 러더 간격을 변화시켜 쌍동타 주위 유동을 계측하였다. 영각의 변화에 따른 쌍동타 주위에서 생성되는 와의 생성과 소멸 메커니즘을 이해하기 위해 속도 및 에너지 분포를 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 비교 분석하였다. 쌍동타의 상 하부 러더 간격 L=0.75C에서 물리적 한계영역으로 정의되었다.

Manta형 무인잠수정(Manta-type Unmanned Undersea Test Vehicle, 이하 MUUTV라 함)은 Naval Undersea Warfare Center의 Manta Test Vehicle의 설계 및 운용 개념을 기초로 하여 제안되었다(손 등, 2006). 본 연구에서는 Feldman(1979)과 손 등(2006)의 6자유도 운동 수학모델을 이용하여 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 유체력미계수의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 기법으로는 Sen(2000)이 제안한 방법을 채택하였다. 본 연구를 통하여 각각의 유체력미계수가 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었으며, 상대적으로 영향을 작게 미치는 유체력미계수가 포함된 항을 제거하여 조종운동 수치 시뮬레이션을 수행하여도 운동 추정이 가능함을 알 수 있었다.

초대형 부체구조물은 파랑중 유탄성 변형이 심하게 발생하기 때문에 수평식 몰수평판과 같은 파랑에너지 흡수장치의 부가적인 개발이 요구된다. 본 연구에서는 몰수평판에 의해 야기되는 유체력 간섭현상이 폰툰형 부체구조물에 작용하는 라디에이션 유체력에 어떠한 영향을 미치는지 수치적인 해석을 통하여 그 특성을 파악하고자 한다. 폰툰형 부체구조물과 몰수평판의 상하운동에 의해 발생하는 라디에이션 유체력을 계산하기 위해 고정격자계와 이동격자계로 구성되는 중합격자법을 토대로 한 수치계산법을 개발한다. 또한 쇄파현상과 같은 비선형성이 강한 자유표면 문제를 해결하기 위하여 유한차분법을 적용하여 시뮬레이션을 실시하고 그 결과를 실험데이터와 비교함으로서 수치계산법의 신뢰성을 확인한다. 몰수평판에 의해 발생하는 유체력 간섭 영향의 특성을 분석하여 부체구조물의 파랑중 유탄성 변형에 미치는 그 효과에 대하여 논의한다.

이 연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와의 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기본적인 선박제원 중 선체 유체력 미계수와 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 또한 이를 활용하여 유체력미계수에 대한 새로운 경험식을 제시하였다. 이를 활용하면, 초기 선형 설계 시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

라디에이션(radiation) 문제를 해결하기 위해서 중합격자법을 개발하였다. 중합격자계는 이동격자계와 고정격자계로 이루어져 있으며, 이동격자계는 운동하는 물체에 적용되어 운동하는 물체와 동시에 이동된다. 이러한 수치계산법은 자유표면 부근에서 운동하는 몰수평판에 작용하는 라디에이션 유체력을 계산하는데 응용되었다. 현재의 수치계산법에 의한 결과는 실험값 및 선형포텐셜 이론에 의한 결과와 상호 비교하였으며, 수치계산의 신뢰성을 확인하였다. 그리고, 몰수평판에 작용하는 비선형 점성감쇄효과에 대하여 평가하였다.

An accurate method of estimating ship maneuverability needs to be developed to evaluate precisely and improve the maneuverability of ships according to the water depth. In order to estimate maneuverability by a mathematical model. The hydrodynamic forces acting on a ship hull and the flow field around the ship in maneuvering motion need to be estimated. The ship speed new the berth is very low and the fluid flow around a ship hull is unsteady. So, the transient fluid motion should be considered to estimate the drag force acting on the ship hull. In the low speed and short time lateral motion, the vorticity is created by the body and grow up in the acceleration stage and the velocity induced by the vorticity affect to the body in deceleration stage. For this kind of problem, CFD is considered as a goof tool to understand the phenomena. In this paper, the 2D CFD code is used for basic consideration of the phenomena to solve the flow in the cross section of the ship considering the ship is slender and the water depth is large enough. The flow fields Added and hydrodynamic forces for the some prescribed motions are computed and compared with the preliminary experiment results. The comparison of the force with measurement is shown a fairly good agreement in tendency. The 3D Potential Calculation based on the Hess & Smith Theory is employed to predict the surge, sway added mass and yaw added moment of inertia of hydrodynamic coefficients for M/V ESSO OSAKA according to the water depth. The results are also compared with experimental data. Finally, the sway added mass of hydrodynamic coefficients for T/S HANNARA is suggested in each water depth.

In marine transportation of bulk cargoes such as crude oil. ore, coal etc., a lot of full form ship which have poor manoeuvrability were presented in many countries. Since ship manoeuvrability depends upon many parameters namely hydrodynamic derivatives, interference factors etc., as external forces, it is of great importance that we investigate these values of parameters on analysis of manoeuvrability. In this paper, we investigated and analyzed interaction coefficients among hull-propeller-rudder for a full form ship by captive model test in circulating water channel, and then compared with experimental results by PMM test. A tanker model ship which has 0.83 as block coefficient and MMG mathematical models were used in this experiment. Almost same tendencies were found in qualitative analysis, even though more serial experiments were demanded in quantitative analysis.

출발, 정지, 후진, 가속, 감속 등을 포함하는 저속 항행시의 조종운동을 예측하기 위해서, 선체, 프로펠러, 타에 작용하는 유체력의 특징을 검토하여 이를 수식모델화 하였으며, 제안된 수식모델을 이용하여 유조선, 가스운반선 두 선박에 대해 저속시의 조종운동 시뮬레이션 계산을 수행하여 실험결과와 비교 검토하였다