2개 이상의 주파수 성분을 포함하는 파랑 중 부가저항에 대한 실험적 연구

Abstract

불규칙파 중에서 부가저항을 추정하는 방법은 불규칙파 중에서 모형시험을 수행하는 것과 규칙파 중 부가저항결과를 파랑 스펙트럼을 고려하여 선형 중첩하는 방법이 있다. 불규칙파 중에서 모형시험은 장시간의 데이터 계측이 필요한데 수조의 크기 제약과반사파의 영향으로 모형시험에 어려움이 따른다. 규칙파의 결과를 활용하는 것은 편리성 때문에 널리 쓰이는 방법이나 잘 알려진 바와 같이 규칙파 중의 부가저항도 파고의 제곱에 단순 비례하지 않기 때문에 제약이 있다. 따라서 본 연구에서는 불규칙파 중부가저항 추정에 앞서 규칙파 중 부가저항과 2개 이상의 주파수 성분을 포함하는 파랑 중 부가저항에 관한 실험적 비교연구를 수행하였다. 본 실험은 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 수행되었으며, 소프트 계류 시스템을 적용하였다. 파랑 중 부가저항은 모형선의 선수와 선미에 설치된 2축 로드셀 계측 데이터로부터 추정되었으며, 이와 함께 시스템 검증을 위해 소프트 계류시스템의 4방향 끝단에 설치된 1축 로드셀 계측 데이터를 함께 활용하였다. 2개 이상의 주파수 성분을 포함하는 파랑 중 부가저항은 각 주파수 성분에 대한 규칙파 중 부가저항의 선형 중첩결과와 비교하였다. 또한 2개 이상의 주파수를 중첩한 파랑의 각 주파수 운동 RAO를 규칙파 결과와 비교하였다. 규칙파는 파고 대비 선박길이 (H/L)가 0.01인 조건에서 주로 수행되었으며, 2개 이상의 주파수 성분을 포함하는 파도는 규칙파를 중첩하였으므로 상대적으로 큰 파고 조건의 실험결과이다. 선수파 표준선속 조건에서 1차 성분인 상하동요와 종동요 운동 RAO는 비선형 효과가 크지 않았으나, 2차 성분인 부가저항의 경우 파고가 큰 2개 이상의