In this study, the analysis of the unsteady viscous flow field using the uRANS equation in a moving mesh was studied. The simulation domain is composed of an overset zone fixed to a propeller and rotating at a constant angular speed and a far zone which is located in the far distance and does not move. Each zone is composed of a polyhedral meshes for the accurate and robust gradient calculation in addition to the reduction of computation time. Simulation technique was applied to the aerodynamic analysis of the 5-inch propeller and compared with those of the MRF and the thrust test. The thrust predicted by the moving mesh showed good correlation with the MRF result within 0.5% difference, but the torque showed a tendency to under-prediction by about 10% compared to the MRF. In the future, we plan to further validate the numerical analysis technique using the moving mesh by applying it to the configurations in which precise test results exist.

본 연구는 ISO19030 - 선체 및 프로펠러 성능 모니터링 방법을 실선 178 k 벌크선박에 적용한 결과에 관한 것이다. 최근 온실가 스 저감 규정 대응과 해운 경쟁력 확보를 위해 에너지 저감 솔루션을 선박에 적용하려는 시도가 증가하고 있다. 하지만 정량적으로 선박 성능을 분석하기 쉽지 않아 에너지 저감 솔루션의 평가가 쉽지 않았다. 이러한 해운 산업의 요구에 따라 2016년 ISO19030이 표준화되어 선박 성능 분석을 정량화할 수 있는 기반이 마련되었다. 하지만 ISO19030에서 제안하는 환경 보정법은 각 날씨 영향을 고려한 보정이 아닌 정수(Calm Sea) 상태에서 운항한 데이터만 분석하는 방식이다. 이러한 분석 방식은 선박의 운항 구간에 따라 데이터가 필터링 되는 편차가 심하고 정확한 환경 보정을 하지 않아 6개월 이하의 분석은 신뢰하기 어렵다. 본 연구에서는 ISO19030을 실제 3척 선박 3년 이상 장 기간 운항 데이터에 적용하였다. 적용 결과를 토대로 ISO19030 효용성과 한계점을 파악하고 ISO19030에서 제안하는 필터링 방식 대신 ISO15016의 파도 보정(STA-WAVE2)을 통해 성능 분석 방법을 개선하고자 한다.

본 연구에서는 해상에서 빈번하게 발생하는 추진기 로프 감김 사고를 예방하기 위해 개발된 로프절단장치의 안전성 및 효용성 에 대한 연구를 시도하였다. 먼저 이론식과 유한요소 해석을 통하여 실선 실험에 사용될 세 종류의 로프절단장치의 볼트의 강도 및 장치가 축계에 미치는 비틀림응력을 계산하였다. 그 결과 로프절단장치에 사용된 볼트는 안전수명설계 및 손상허용설계의 관점에서 적절하게 설계된 것으로 확인되었으며, locking-up 발생 시 축계에 미치는 영향도 미미하여 안전성 또한 만족할 수 있는 수준인 것으로 나타났다. 안전성 검증을 마친 세 종류의 절단장치가 설치된 선박을 활용하여 실제로 해상에서 로프 및 어망을 절단하는 실험을 진행하였으며, 그 결과 대체적으로 실험에 사용된 20~50 mm 굵기의 로프를 잘 절단하였으나, 소형 축계에 장착된 절단장치의 경우 굵은 로프를 절단할 때는 효용성이 저하함을 알 수 있었다.