In the present study, numerical analysis algorithm for the hull form optimization was taken into account using optimization algorithm. In this algorithm the sequential quadratic programming method was applied as an optimizer and the potential-based panel method was adopted to get the wave resistance coefficient as the objective function. The hull form was modified using the B-spline surface modeling technique during the whole optimization process. The developed numerical analysis algorithm was applied to a passenger ship and the optimized ship were compared with the original ship.

In the present study, numerical analysis algorithm for the hull form optimization was taken into account using optimization algorithm. In this algorithm the sequential quadratic programming method was applied as an optimizer and the potential-based panel method was adopted to get the wave resistance coefficient as the objective function. The hull form was modified using the B-spline surface modeling technique during the whole optimization process. The developed numerical analysis algorithm was applied to the 300K VLCC and the optimized ship were compared with the original ship.

In this paper a study on prediction of the wave resistance performance of a very large crude oil carrier(300K VLCC) was taken into account according to the changes in L/B/T. The wave resistance of the ship was calculated using the potential based panel method in which exact nonlinear free surface boundary conditions and the trim and sinkage were considered. The panel cutting method were implemented to generate the hull surface panel and the free surface panel were generated using the variable free surface method. The numerical analysis was carried out according to the 12 different ships. The wave resistance coefficients and the wave patterns of the 12 different ships were compared with each other. As a result the wave resistance of a ship was found to be significantly affected in L/B than T.

본 연구의 주목적은 쌍동선형의 조파저항성능을 평가할 수 있는 수치해석 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램을 이용하여 비대칭과 대칭인 단동선형을 가진 서로 다른 두 가지 쌍동선에 대하여 수치계산을 수행하여 저항성능을 평가 하였다. 타당성 검증을 위해서 수치해석 결과 중 선수와 선미에서의 침하량, 트림 그리고 조파저항 계수를 수조모형시험 결과와 비교하였다. 이러한 비대칭 그리고 대칭 선형이 가지는 쌍동선의 유체역학적 특성에 관한 비교분석 자료는 향후 선형개발 시 충분한 활용 가치가 있다고 판단된다.

In the present study, numerical algorithms for a high-speed planing ship were taken into account. The Rankine source panel method was applied to predict a flow phenomena around a ship. The Kelvin type free surface boundary condition and the exact nonlinear free surface boundary condition were compared to predict the wave system generated by the ship and the trim and sinkage state of the ship also were introduced. In order to deal with complex geometries of the planing ship the panel cutting method was adopted. The developed numerical analysis algorithm were applied to the R/V Athena ship and the numerical results were compared with the experimental results.

This study develops an efficient numerical algorithm to predict wave-resistance performance of a catamaran hull. The developed numerical algorithm is applied to evaluate wave-resistance performance for two different twin hull forms with a asymmetric and a symmetric mono hull. Numerical calculations and model tests are compared to validate a developed numerical algorithm adopted in the current work. Comparisons are carried out through the sinkage at the bow and stern, the trim and the wave-making resistance coefficient. Model test is performed in order to verify the numerical results. The comparative analysis study regarding hydrodynamic characteristic of different twin hull forms is worthy of application in the catamaran hull form development stage.

The purpose of the present research is to develop an efficient numerical method for the calculation of potential flow and predict the wave-making resistance for the application to ship design of tuna purse seiner. The paper deals with the numerical calculation of potential flow around the series 60 with forward velocity by the new slender ship theory. This new slender ship theory is based on the asymptotic expression of the Kelvin-source, distributed over the small matrix at each transverse section so as to satisfy the approximate hull boundary condition due to the assumption of slender body. Some numerical results for series 60, C sub(b) =0.6, hull are presented in this paper. The wave pattern and wave resistance are computed at two Froude numbers, 0.267 and 0.304. These results are better than those of Michell's thin ship theory in comparison with measured results. However, it costs much time to compute not only wave resistance but also wave pattern over some range of Froude numbers. More improvements are strongly desired in the numerical procedure.

이상으로부터 다음의 결론을 얻는다. 조파저항 이론의 전개에서 Michell 적분보다 더욱 정밀한 Neumann-Kelvin 문제가 복잡한 kernel 함수 때문에 많은 시간과 노력이 필요하지만, 원점 부근에서 Kelvin 소오스의 점근거동을 조사하여 세장체 근사를 행함으로 N-K 문제의 kernel 함수에 대한 근사와 동등하게 처리될 수 있었다. 조파저항의 계산 결과가 Michell 적분과 비슷한 경향을 보이나, 실험치와의 정확한 비교를 할 수 없었다. 그러나 세장선 이론을 적용함으로써 훨씬 복잡하고 지루한 작업을 들 수 있었다. 전진 속도를 갖는 경우에는 수정된 Green정리를 이용하면 될 것으로 기대된다.

코너에서의 특이점이 weak 표면 특이점이라면, 반잠수 반원에 대한 Neumann-Kelvin 문제는 코너에서 속도가 유계인 한 개의 최소특이해를 가진다. 그러나 왜 유계인 조건이 코너에서 부과되어야 하는가 하는 명백한 물리적 이유는 없다. 코너는 정체점이 되고 여기서 섭동속도는 전진속도와 같다. 그리고 코너에서의 선형화는 타당하지 않다. 그러나 우리는 이러한 것을 무시하고 코너에서 이 점을 가져야만 한다고 제안한다. 따라서 이것이 코너에서 약하거나 강한 특이점을 가지는 섭동방정식의 해를 찾기 위한 적당한 이유이다. 그러나 어떤 특이점이 적당한가를 결정하는 명확한 방법은 없다. Ursell은 그의 연구에서 (19)식의 p와 q를 0으로 두어 유일해를 결정하기도 하였다. Suzuki는 자유표면에 대하여 에너지 보존을 취하여 유일해를 확정시키는 부가적인 조건을 제시하기도 하였다. G (ξ,η;x, y)는 y>0일 때 (x, y)에서 소스를 나타내며, 실제로 G (ξ,η;a, 0)는 weak 표면특이점이다. 최소특이해에 대한 표현은 (11)로부터 추론할 수 있고 각각의 코너에서 불연속 weak 표면특이점과 함께 소스의 연속적인 분포로 구성된다. Maruo는 세장체 이론의 적응으로부터 유도된 근사방법을 소개하였는데 이것은 Neumann-Kelvin 문제의 Kernel 함수에 대한 근사와 기본적으로 같다. 비록 왜 최소특이해가 2차원에서 택해져야 하는가에 대한 명확한 물리적인 이유는 없더라 해도, 어떻게 상응하는 유계조건을 3차원에도 적용할 수 있는가 하는 것이 최근 연구과제 중의 하나다. Ursell의 연구에 의한 경험은 앞으로 완전한 비점성 3차원 문제의 취급에 사용될 것이고, Maruo의 세장선 근사와는 다른 방법으로 3차원 Neumann-Kelvin 문제를 해석할 수 있을 것이다.

이상의 연구로부터 결론은 아래와 같다. 1. 점성저항과 조파저항 성분의 상호작용에 대한 어떤 측정 근거를 산출하였다. 2. Froude의 가정 ∂C sub(t)/∂R-dC sub(f)/∂R은 부정확하다는 것을 밝혀둔다. 3. 거친 표면을 가지는 모형선에 대한, 상응하는 결과는, 완전히 다른 결론을 산출할 것이라고 기대한다. 4. 다른 기하학적 동일선의 결과에 기본 마찰곡선을 적용하여 이와 같은 연구를 반복하는 것이 가능하다는 것을 남겨둔다.

Most existing theories on ship waves and wave resistance are based on the perturbation of the flow field by a small pararr.eter which specifies the slenderness of the ship hull. Since however, ship hulls in practice are neither so slender nor thin enough to secure the validity of the linearized theory, the agreen:ent between the theoretical prediction and the experimental result is not generally satisfactory. The author pointed out that the contribution by the non-linear term in the free surface condition can be represented by sorr.e source distribution over the still water plane. This paper leads to a forrr.ula for the wave resistance of not slender ships at low Froude nurr.bers. and deals with the asynptotic expression. As a nurr.erical example, the wave resistance of Wigley model is calculated, and the result is compared with experimental values. It is concluded that the wave resistance coefficient varies in the rate of Fn6 at low speed limit in general. A comparison with the result derived from the linearized free surface condition shows that the non-linearity of the free surface is irr portant at low speed.

본 연구에서는 개발된 선미부에 수직날개를 부착한 선박의 조파저항성능을 예측할 수 있는 수치해석기법의 검증에 관한 것이다. 수치해석기법은 비점성 유동장 해석기법인 랜킨소오스 패널법과 와류격자법을 사용하여 개발하였으며, 자유수면 경계조건의 비선형성은 반복해법을 사용하여 만족시켰고, 선박의 트림과 침하량을 구하는 알고리즘을 포함하고 있다. 수치해석을 위한 선체표면의 패널을 생성하기 위하여 패널절단법을 사용하였다. 4000TEU 컨테이너 운반선을 대상 선박으로 하여 선미부 6개소의 서로 다른 위치에 수직날개를 부착하여 수치해석을 수행하였으며, 수치해석기법의 타당성을 검증하기 위하여 상용 점성 유동장 해석 프로그램인 FLUENT를 사용하여 선체 주위의 점성 유동장을 계산하였고, 모형시험을 수행하여 얻은 실험 결과를 수치해석 결과와 서로 비교하였다.

최적화기법과 선형변환 자동화기법을 도입하여 고속 중형 Ro-Pax선박의 조파저항성능을 향상시킬 수 있는 선형설계방법에 대하여 연구하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 적용하였으며, 선형변환 자동화기법으로는 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 적용하였다. 목적함수인 선박의 조파저항성능을 예측하기 위하여 비선형 자유수면 경계조건과 선체의 침하량을 고려한 비점성 유동 해석 기법인 패널법을 적용하였다. 기준선형에 대하여 선형최적화를 수행하였으며 그 결과로 도출된 최적선형에 대하여 모형선을 제작하여 모형시험을 수행하였다. 기준선형과 최적선형에 대한 수치해석을 수행하여 얻은 결과와 최적선형에 대한 모형시험을 수행하여 얻은 결과를 서로 비교하였다.

컴퓨터 기술의 발달과 더불어 수치해석을 이용한 파랑변형에 대한 연구는 꾸준히 발전하고 있으며 점점 중요한 역할을 수행하고 있다. 하지만 수치모형을 이용한 연구에는 다양한 문제점이 발생할 우려가 있는데, 그 중 가장 빈번하게 발생하는 문제 중의 하나가 파랑의 조파지점에서 발생하는 수치수조내로의 재반사 문제이다. 재반사를 막기 위한 방법으로는 내부조파 기법을 이용하는 것이 일반적이다. Navier-Stokes 방정식 모형에서는 질량 원천항을 이용한 내부조파 기법을 주로 사용해 왔으나, 기존의 연구는 대부분 연직 2차원 수치모형을 이용한 연구에 국한되어 있었다. 그러나 3차원 수치모형을 이용한 연구가 점차 활발해지면서 3차원 Navier-Stokes 방정식 모형의 내부조파 기법에 대한 필요성이 증대되고 있다. 최근 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식 모형에서 Boussinesq 방정식의 운동량 원천항을 활용하여 파랑을 내부조파하는 기법이 발표되어 3차원 공간에서 경사지게 입사하는 파랑을 성공적으로 재현하였다. 본 연구에서는 LES(large eddy simulation) 기반의 3차원 Navier-Stokes 방정식 수치모형에 운동량 원천항을 이용한 내부조파 기법을 적용하여 목표파랑을 조파하고 해석해와 비교하여 이를 검증하였다.

파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 운동량 원천항을 이용한 내부조파기법을 2차 정확도의 VOF 기법을 사용한 Navier-Stokes 방정식 모형에 적용하였다. 수치모형에 내부조파기법을 적용하여 다양한 주기를 가지는 정현파를 조파하였으며, 수치모형실험 결과와 정확해를 비교하여 검증하였다.

급경사에서의 고립파의 처오름을 예측하기 위해 3차원 수치모형에 내부조파기법을 도입하여 수치모형실험을 수행하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법을 이용하여 계산하는 동수압 모형으로서, 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 푸는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형을 사용한다. 엇갈림 격자체계에서 유한

대수심의 유체운동을 포텐셜 운동으로 가정하여 자유수면의 거동을 신속히 해석하는 BEM 해석법과 구조물 근방에서 유체의 자유 수면 변화를 계산하기 위하여 NS방정식의 해석으로 CADMAS-SURF 기법을 결합하여 하이브리드 수치기법을 개발하였다. 하이브리드 해석법에서는 반사파를 고려해야 할 넓은 영역에서, 대수심의 영역은 BEM이, 천수역은 CADMAS-SURF가 계산하게 된다. 특히, 하이브리드 모델은 장시간에 걸친 불규칙파의 운동에 대해서는 단독의 CADMAS-SURF을 이용한 계산에 비해 거의 동일한 정확도로 월등히 신속하게 계산할 수 있다. 본 연구에서는 완경사 해저면을 가진 넓은 해역에서, 호안구조물에 내습하는 파랑의 처오름과 월파와 같은 강비선형 파랑장 계산에 결합해석모델을 적용하였다. 계산결과는 각각 토요시마(풍도(豊島))의 규칙과 처오름 실험과 고다(합전(合田))가 제안한 불규칙파의 월파량 산정도와 비교하였다.

경장이 뚜렷이 다른 검정콩 2계통에 대하여 트렉터 부착 세조파기를 이용한 조파시 재배시기 및 파종밀도 차이가 생육 및 수량특성에 미치는 영향을 검토코자 하였다. 공시품종은 중경종인 검정콩 001와 단경종인 수원 157호이었고, 파종은 5월 21일과 6월 19일에 트렉터 부착 세조파기를 이용하여 조파하였다. 파종밀도는 m2 당 8.3본(60 20cm), 11.0본(60 15cm), 16. 7본(60 l0cm), 22. 0본(60 7.5cm), 33.0본(60 5cm)등 5처리를 두었다. 1. 수량 구성요소와 수량에서 중경종인 검정콩001는 적만파간 파종밀도 반응이 비슷한 경향이었으나 단경종인 수원157호는 적만파간 파종밀도 반응이 다르게 나타났다. 2. 생육, 수량구성요소 및 수량에서 파종기와 품종, 파종기와 파종밀도와의 상호작용은 대부분의 형질에서 유의성이 인정되었으나 품종과 파종밀도와의 상호작용은 유의성이 없었다. 3. 도복과 수량에서 검정콩001는 만파적응성이 높았고, 수원157호는 적파적응성이 높았다. 4. 재배시기와 파종밀도 차이에 따른 변이가 높은 형질은 경장, 분지수, 개체당 입수, 수량 등이였고 변이가 낮은 형질은 주경절수, 협당립수, 100립중 등이었다.