선수 불규칙파 중 벌크선의 부가저항에 관한 실험적 연구

Abstract

불규칙파 중에서의 부가저항의 추정은 불규칙파 중 모형시험을 직접 수행하는 것과 규칙파 부가저항 결과에 파랑스펙트럼을 고려하여 선형 중첩하는 방법으로 나눌 수 있다. 규칙파 중 모형시험 결과를 불규칙파로 확장 시 부가저항이 파고의 제곱에 단순 비례하지 않기 때문에 규칙파 결과를 이용한 불규칙파 중 부가저항 추정에 어려움이 따른다. 불규칙파 중 모형시험은 장기간의 계측 데이터가 요구되며, 수조 크기의 제약으로 반복 시험이 요구된다. 본 연구에서는 선수 불규칙파 중 벌크선의 부가저항에 관한실험적 연구를 수행하였으며, 반복시험을 통해 불규칙파 중 부가저항을 평가하였다. 본 실험은 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 수행되었으며, 소프트계류 시스템을 사용하였다. 불규칙파 중 부가저항을 평가하기 위해 선박의 운동은 광학식 카메라를이용하고, 부가저항은 선수와 선미에 설치한 2축 로드셀을 활용하였다. 그리고 불규칙파 중 부가저항은 다양한 파고에서의 규칙파 결과를 불규칙파 중 응답으로 확장한 결과와 비교하였다. 본 수조실험 결과 설계속도조건에서 파고가 높아짐에 따라 부가저항계수가 작아지는 경향을 확인할 수 있었다. 불규칙파 실험 조건은 부가저항계수와 파랑스펙트럼의 피크가 근접한 조건을 포함하여 결정하였으며, 다양한 주기에서의 평가를 통해 파주기 영향을 검토할 수 있었다. 또한 해석방법에 따른 민감도를 확인한 결과peak to peak의 평균값과 Fitting을 통해 얻은 값의 민감도는 크지 않았다. 각각의 실험에서 계측된 부가저항의 분포를 검토하면서 데이터 확보 시간에 따른 민감도를 확인하였다. 데이터 확보 시간이 길어짐에 따라 부가저항이 평균값을 기준으로 형성되는