거친 해상 조건에서 운항하는 선박은 파도와의 상대운동으로 인해 슬래밍 하중에 노출된다. 특히 선수가 자유수면으로 입수하는 과정에서 선체부는 일시적으로 큰 슬래밍 충격하중을 받게된다. 일반적으로 대형 컨테이너선박의 경우, 큰 플레어를 가지는 특징이 있으며, 이로 인해 플레어 슬래밍 충격하중으로 인한 구조적 손상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 슬래밍 수치시뮬레이션을 위해 먼저 신뢰할 만한 실험결과와의 비교검증을 수행하였으며, 선수 및 사파에서 선수플레어 슬래밍 하중을 추정하였다. 그 결과 슬래밍 하중이 발생 되는 위치는 0.975st이며, 최대 충격 하중은 선수파 조건에서 약 475kPa임을 확인하였다.

본 연구에서는 자유낙하 하는 쐐기형 구조물의 슬래밍 충격압력 및 유동특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 유동장의 계측은 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV 기법을 이용하였으며, 자유낙하 하는 구조물의 충격압력은 압력 계측장비인 Dewetron System을 이용하였다. 모델과 자유수면간 이루는 각도는 15˚, 25˚, 35˚ 및 45˚를 적용하였으며 중량과 자유낙하의 높이에 대해서 다양성을 주어 실험하였다. 속도장은 접수보다 이수에서 빠른 유동특성을 나타냈으며, 접수에서 보다 이수에서 시간이 더 소요됨을 보였으며, 모델 하부에서의 충격압력은 모델의 45도에서 보다, 입수각이 작은 15도와 P1 지점에서 높게 나타났다.

본 연구에서는 자유낙하하는 직사각형 해양구조물(800×250×50mm3)의 슬래밍 충격압력 및 유동특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 유동장의 계측은 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하였으며, 자유낙하하는 모델의 충격압력은 압력계측장비(Dewatron)를 이용하였다. 모델과 자유수면간 이루는 각은 10˚와 20˚를 적용하였다. 속도장은 접수보다 이수에서 빠른 유동특성을 나타냈다. 모델 하부에서 충격압력이 가장 높은 지점인 P2 지점에서 10˚보다 경사각이 큰 20˚에서 약 6 % 상승하였다.

On the slamming analysis of ship design the data for the impact pressure acted on the forward bottom of a ship are needed. Furthermore impact pressure is given by the function of both the hull form coefficient and relative velocity. In this papper. a simplified method to estimate hull form coefficient by perso;,al computer (p. c.) is studied. This numerical analysis was applied to the model of the Mariner type. and then the result by the p. c. was compared with that by IBM 7090 computer. Main results obtained are as follows: 1. The result by the developed p. c. method had fairly good agreement with that by conventional large computer (IBM 7090) within 2% error. 2. This developed method' by p. c. may be applied to the initial estimation of the K-value because of the close agreement between the ship lines by the results of p. c. and that of input.

본 논문에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) slamming 충격력에 의한 선각의 굽힘 모우멘트와 전단력의 계산은 본 논문의 이론 전개방법에 의해 구하는 것이 Antonides의 적용 방법보다 더 타당하다고 생각된다. 2) 수치계산 예에서 보면 선체 중앙단면에서 가장 큰 sagging moment가 발생하며 Antonides의 결과치 보다 3~5%정도 더 크게 나타났다. 3) 기준진동형의 중첩항 수는 주어진 문제의 특성 및 요구되는 정도에 따라 결정되어야 하므로 고차 진동형에 대한 실측치와 이론치의 비교 분석이 선행되어야 한다고 생각된다.

1. slam충격수 N(T)는 전부수선에서 거리가 증가할수록 감소하며, N(T)=1인 위치가 제한점으로 되며, 제한점이 되는 위치이후에서는 충격의 영향을 고려치 않아도 무방할 것으로 고려된다. 2. 충격력을 고려한 수직제한깊이는 계획흘수의 1/10로 잡았고, 충격응력에 대해서는 고려된 단면위치에서 압력작용속도의 상이로 인하여, 각각의 단면위치에서 전부선저의 몰입높이에 따라 각각 추정되어야한다. 3. 주어진 단면에 대한 충격력은 압력을 수직한계 높이까지 girth를 따라 계산함으로써 결정할 수 있다. 4. 최대충격력은 전부의 선저판의 형상에 따라 그 작용위치가 달라질 수도 있다. 5. 최대충격력의 약 50% 정도의 힘이 전부선저판의 충격에 소비됨으로, 이는 전부선저판의 적정치수 결정에 도움이 될 것으로 기대된다.

정면규칙파중에서 Bow-flare부 충격은 선저충격에 비해서 작용 시간이 길고, 선체 수직운동진폭이 큰 상태이거나, 파고가 큰 입사파가 적용되는 경우에 선체에 작용하는 충격력은 상당히 크며, 파고가 높아지면, 발생하는 모우멘트도 증가한다. 2. Bow-flare부가 큰 선형의 경우에는 선저노출이 일어나지 않더라도 부가질량의 급격한 증가에 따라 상당히 큰 충격력이 작용한다. 3. Deckwetness, 불규칙파중에서의 응답해석, 상대변위를 구할 때 Dynamic Swell-up의 양을 고려한 계산 등의 검토가 요망된다.

슬래밍은 선체가 파도와 부딪히며 선수, 선미에서 강한 충격압력을 받아 급격한 진동이 발생되는 현상이다. 이러한 슬래밍은 사람에 게는 승선감의 불쾌감을 주고, 선체에는 구조적인 위험을 주며 화물의 안전과도 깊은 관계가 있다. 따라서 선박 설계기준에는 슬래밍에 의한 충격압력을 충분히 고려한 구조설계를 해야 한다. 본 연구에서는 자유낙하 하는 쐐기형 구조물의 중량 및 낙하높이의 변화에 따른 슬래밍 충격 압력 및 유동장의 유동특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 유동장의 계측은 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용해 접수와 이수 로 구분하여 실험하였으며, 충격압력의 계측은 압력계측장비인 Dewetron System을 이용하였다. 실험에서 모델과 자유수면간 이루는 각도는 15°를 적용하였으며 이때, 중량의 변화는 1.5, 1.8 및 2.0kg이고 자유낙하높이는 100, 200 및 300mm로 하여 실험하였다. 실험값을 통한 중량의 변화에 따른 충격압력은 중량의 증가하는 것에 비례하여 충격압력 또한 증가했으며, 이러한 경향은 자유낙하 높이가 높을수록 영향을 많이 받 았다.