침수 선박의 손상부 크기에 따른 파랑하중 고찰

Abstract

This paper investigates wave loads of ships that suffer sinkage due to flood in a compartment caused by damage on the side of the hull. By analyzing ships with various sizesof damage opening, the influence of opening size on ship response is investigated. The motion of the damaged ship is analyzed by using the boundary element method, based on three-dimensional potential theory, considering hydrodynamic pressure in the flooded compartments. The shear forces, bending moments and torsional moments are calculated by the direct integration of the three dimensional hydrodynamic pressure on the outer and inner hulls. A RORO passenger ship with length of 174.8 m is considered in the numerical example, and results for wave loads are discussed.내부 구획이 침수된 손상 선박의 경우 입사파, 산란파, 방사파와 더불어 구획 내의 내부 유동에도 영향을 받으므로 선박에 작용하는 휨모멘트, 전단력, 비틀림모멘트 등의 파랑하중은 매우 복잡한 특성을 띠며 동적 안정성의 손실에 의해 전복의 가능성도 커진다. 또한 동적 안정성이 보장되더라도 복잡한 파랑하중에 의하여 손상이 진전되어 결국 전복될 가능성이 크다. 따라서 보다 신뢰적인 안전성 평가를 위해서는 손상을 고려한 해석이 필요할 것으로 판단된다. 한편, 최근에는 국제해사기구(IMO)를 중심으로 성능기반 기준(Goal based standards)의 개념을 도입하여 선박의 운항 중 다양한 조건의 황천 및 손상 시나리오에 대한 시뮬레이션을 통해 안정성의 평가를 요구하는 방향으로 기준의 개정이 추진되고 있으며 유럽의 선박 연구협의회인 SAFER EURORO에서도 위험도 기반 설계(Risk based design)의 개념을 제시하여(Vassalos, 2004) 선박 설계기준에 적용하려고 시도하는 등 선박의 손상 안정성 해석의 중요성이 첨차 증대되고 있는 실정이다. 따라서 선박의 설계에 있어서 다양한 손상조건에 대한 파랑하중의 해석 및 시뮬레이션이 향후 더욱 필요할 것으로 보인다.