본 논문에서는 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화와 관련하여 연구한 내용과 결과를 정리하였다. 컨테이너선은 일반적으로 프루우드 수 0.26 근처에서 운항하는 선박으로 이 속도에서 운항하는 선박 전용 선형 최적 설계 자동화를 구현하기 위하여 최적화 알고리 즘, 선형 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 계산 기법을 적용하여 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화가 가능한 수치해석 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, HOTCONTAINER라고 명명하였다. 본 연구에서는 선형 최적 설계를 위한 설 계 변수의 적절한 선정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 개발된 선형 최적 설계 자동화 알고리즘의 신뢰성과 실 선 적용성을 파악하기 위하여 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너 선박인 KCS 선박을 대상 선박으로 하여 선형 최적 설계 자동 화 수치해석을 수행하여 그 결과물로써 최적 선박을 도출하고, 대상 선박과 최적 선박의 조파저항과 파계 그리고 파고를 비교하였다. 결 론적으로 최적 선박이 대상 선박과 비교하여 조파저항이 47.63% 감소한 것을 볼 수 있었으며, 배수량과 접수 표면적은 각각 0.50%, 0.39% 감소한 것을 볼 수 있었다.

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.

The purpose of this study was to develop an optimized hull-form of a coastal fishing vessel operating at high speed. In order to achieve the purpose of the study, HOTBOAT, that can perform an automatic hull-form optimal design of a coastal fishing vessel, was developed. HOTBOAT was composed of an objective function estimation algorithm and an optimization algorithm and a hull-form modification algorithm. In this study, the wave-making resistance was selected as an objective function and the potential-based panel method was applied to predict the objective function. SQP(sequential quadratic programming) method were adopted to predict the optimal direction and answer. Bell-shaped hull-form modification function method and NURBS(non-uniform rational B-spline) geometry modeling method were applied to modify the hull-form during the whole optimization process. HOTBOAT was applied to develop the optimal hull-form of a coastal fishing vessel with minimum wave resistance. The initial hull-form of the coastal fishing vessel was compared with the optimal hull-form. As a result of hull-form optimization, a coastal fishing vessel with a reduction of about 30% was developed compared with the initial hull-form and the displacement and the wetted surface area of the optimal hull-form was decreased to less than about 1% in comparison with the initial hull-form.

The purpose of this study is to investigate the interrelationship of how the ship's wave resistance performance changes with the change of the longitudinal position of the section line in the ship's lines, and to find a way to use it in the hull-form design. To this end, we developed a hull-form automatic change algorithm that can maintain the proper hull-form while moving the section lines in the longitudinal direction, and the computer program for a numerical analysis was developed to apply the developed algorithm. By applying the developed hull-form automatic change algorithm and the wave resistance performance prediction program, the numerical analysis package was constructed. The numerical analysis was carried out for the passenger ship. Numerical analyzes were carried out by moving the section lines of the passenger ship in the longitudinal direction, and the results were compared with each other. Based on the numerical results, we attempted to investigate the correlation between the section line movement and the wave resistance performance.

In this study, a high speed planing boat with 7.2 meters in length is developed as the beam larger about 10% by comparing with the general planing boat. The design speed of a boat is 30 knots (about 15.4 m/s) by using 150 hp outboard engine and the main material is FRP. The resistance performance related to the free running attitude as trim and sinkage is discussed and the wave patterns are observed to clear the relationship between the performance and wave characteristics by model test. The turning circle is estimated by Lewandowski´s equation. The results show that not only the wave pattern but also the free running attitude of the boat have the strong influence on a resistance performance. The boat needs smaller engine power and has more stable running attitude because of large sinkage and small variation of trim due to the large area for the lift force and light weight.

In this study, a high speed Rigid Inflatable Boat(RIB) with about 10 meters length is developed. Design speed of the boat is 30 knots (15.43 m/s) using 250 hp twin engines and main material is aluminum. Resistance performance related to the free running attitude as trim and sinkage are discussed and wave patterns are observed to make clear the relationship between the performance and wave characteristics using model test and CFD analysis. The results show that not only wave patterns but also free running attitude of the boat have a strong influence on resistance performance. CFD results including free surface give good relative tendency for effective power and the attitude comparing model test results. CFD analysis used in this study can be used at initial ship design stage of high speed boat.

우리나라에서 다랑어 선망어업은 국내 원양산업 중 업종별 생산량 1위의 업종으로, 1980년대 중 후반부터 연구가 지속적으로 수행되어왔으며, 기술의 현대화 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만, 어선에 탑재되는 보조작업선들은 원양어업에서 중요한 역할을 맡고 있음에도 관련 연구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 보조작업선들 중 네트보트의 추진기를 프로펠러에서 워터제트 형태로 변경하고, 그에 따른 선형 변환을 통한 선체 부가저항 감소 및 운항성능을 향상하고자 하였다. 이를 위해 전산수치해석을 통해서 선박의 유체 성능 변화를 계산하였으며, 또한 기존 선형 및 추진기 변화 선형에 대해 모형선 수조시험을 수행하여 속도별 저항성능 비교를 수행하였다. 수치해석 및 1/7의 축소모형의 수조시험 결과, 기존의 네트보트 대비 45~58% 저항성능이 크게 향상되었으며, 이는 철망 제거에 의한 단순 침수표면적 및 선형개선에 의한 저항성능 향상을 확인하였다.

본 연구의 목적은 2가지 선속에서 운항하는 선박의 선형 설계 자동화에 관한 것이다. 가장 기본적인 선박의 형상을 가지는 60 계열(CB=0.6) 선박을 대상선박으로 선택하여 연구를 수행하였다. 선박 형상의 향상 방향은 저항성능 향상의 관점이며, 특히 선박의 형상과 밀접한 관계를 가지는 조파저항성능을 향상하기 위한 선박 형상 설계 자동화를 수행하였다. 본 연구의 목적을 실현하기 위하여 최적화 기법과 저항 성능을 예측하는 기법 그리고 선형의 형상을 변경하는 기법을 접목하여 선박 형상 설계 자동화 소프트웨어를 개발하였으며, 개발된 소프트웨어를 대상선박에 적용하였다. 최적화 기법으로는 순차이차계획법(sequential quadratic programming method)를 사용하였으며, 조파저항성능을 예측하기 위하여 포텐셜기저 패널법(potential-based panel method)을 사용하였다. 선박 형상의 변경은 가우시안형 수정함수 법(Gaussian-type modification function method)를 개발하여 적용하였다. 개발된 소프트웨어를 사용하여 대상선박의 서로 다른 두 가지 선속에 대하여 설계를 수행하고 그 결과를 서로 비교하였다. 그리고 개발된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 모형시험을 수행하여 구한 실 험값과 수치해석을 수행하여 구한 계산값을 서로 비교하였다.

In this study, a 30ft class high speed catamaran cruise boat is designed and resistance performances are investigated by model test at a circulating water tank. Design speed of the boat is 17knots(8.7m/s) and maximum speed is 20knots(10.3m/s) using 330ps twin engine. Each single bodies are designed unsymmetric planing hull considering high speed-length-ratio(Froude number) and wave interaction at inner part of the hull. Small size fins like chine are attached near free surface at each outside of the hull to separate wave along the hull side. The results show that the small chine plays a big role in separating the wave flowing along the hull. However, in the case of relatively heavy boat such as the developed hull, such a small power due to chine can not cause additional lift and cause resistance increase.

This paper describes a preliminary ship design optimal design method in the process of hull form design. In the deterministic approach, an interdisciplinary ship design method integrates principal dimension decisions and hull form variations in the preliminary ship design stage. Integrated ship design, as presented in this paper, has the distinctive feature that these parameters are evaluated simultaneously. Conversely, in sequential design, which is based on the traditional preliminary ship design process, hull form designs and principal dimension decisions are determined separately and sequentially. The current study adopts the first method to enhance the design quality in the early design stage.

This study investigates the analysis algorithm for developing an optimum hull form with minimum wave resistance by using the practical application of one minus prismatic. In this algorithm the potential-based panel method was adopted to get the wave resistance coefficient as the objective function and SQP method was applied as an optimizer to get the optimum hull form. As an target ship, the series 60(CB=0.6) was taken into account and LBP(length between perpendiculars) of the ship was changed in the direction including a central parallel portion. To verity the validity of this study, the results of the numerical analyses were compared with experimental data.

In this study, electric propulsion leisure boat with 9 meters length is designed and the performances are investigated by CFD analysis and model test. Maximum speed of the developed boat is 15knots(7.7 m/s) using 80Kw electric motor. Catamanan type hull form with slender body is adopted considering high Froude number and large deck area. Two kinds of hull forms are designed and the performances are compared in resistance point of view. Wave patterns are observed to make clear the relationship between resistance performance and wave characteristics. The results show that not only wave interaction due to shoulder waves but also stern waves have a strong influence on resistance performance and CFD analysis including free surface can give useful informations at initial ship design stage for high Froude number catamaran boat.

본 연구에서는 연안의 해저면에 누적된 퇴적오염물을 효율적으로 수거할 수 있는 저속 쌍동형 정화선에 대한 선수선형의 개념설계에 대해 수행하였다. 선형설계는 선체건조가 용이하도록 단순화하였으며, 쌍동선 선형의 선수 Water line, 선수각 등의 변화에 따른 저항성능의 영향을 검토하였다. Ansys CFX를 이용한 수치시뮬레이션과 회류수조에서의 모형시험결과와의 비교/분석 등을 통하여 선수부 선형변화에 따른 저항성능과 자유표면 유동특성 사이의 관계를 고찰하였으며, 그 결과 선수재 위치와 어깨부 체적의 선수부 이동에 따른 파형개선으로 조파저항이 감소하는 등 저항성능의 향상을 확인하였다.