모형시험을 통한 무인선 선형의 설계 개선 검증

Abstract

선박해양플랜트연구소에서 주관하는 ‘다목적 지능형 무인선 국산화 개발’ 본 과제에서 목표로 하는 무인선은 3톤급 워터젯 추진 활주선으로 우수한 저항 및 내항성능을 요구한다. 대상 무인선 저항 및 내항성능의 동시 개선을 위해 여러 척의 무인선이 설계되었고, 서울대학교 선형예인수조에서는 각 선형의 성능을 비교하기 위하여 1/6.5 축척비의 나선모형에 대한 정수 및 파 중 예인시험을 수행하였다. 총 6척 활주선의 모형시험을 수행한 바 있으며 저항 및 내항성능의 정성적인 개선을 확인하였다. 유체성능을 반영하여 설계된 최신 7차 선형의 정수 중 시험을 수행하였고, 그 결과를 통하여 저항성능을 분석하였다. 한편 본 차년도에서는 실해역의 불규칙파 중 내항성능을 예측하기 위하여 수조에서도 규칙파 뿐만 아니라 불규칙파를 생성하고 예인시험을 수행하였다. 불규칙파 생성 시 목표 파스펙트럼의 에너지를 모두 구현할 수 있도록 충분히 긴 불규칙파 시계열을 생성하였다. 하지만 모형속도가 높고 수조 길이는 한계가 있으므로 이를 한 번에 시험하기 어렵다. 따라서 여러 구간으로 나누어 각 구간의 시험을 수행하고, 결과 시계열을 연속적으로 이어서 고속푸리에변환을 하였다. 이로써 파와 상하동요, 종동요 운동 스펙트럼을 얻고 각 운동 RAO을 추출한 후 규칙파 시험에서 얻은 RAO와 비교하였다. 공진주파수 영역의 운동 진폭 크기는 규칙파 시험 결과와 매우 유사하나, 다만 공진주파수 대역에 약간 차이가 있어서 이에 대한 추가 분석이 필요하다.되었고, 서울대학교 선형예인수조에서는 각 선형의 성능을 비교하기 위하여 1/6.5 축척비의 나선모형에 대한 정수 및 파 중 예인시험을 수행하였다. 총 6척 활주선의 모형시험을 수행한 바 있으며 저항 및 내항성능의 정성적인 개선을 확인하였다. 유체성능을 반영하여 설계된 최신 7차 선형의 정수 중 시험을 수행하였고, 그 결과를 통하여 저항성능을 분석하였다. 한편 본 차년도에서는 실해역의 불규칙파 중 내항성능을 예측하기 위하여 수조에서도 규칙파 뿐만 아니라 불규칙파를 생성하고 예인시험을 수행하였다. 불규칙파 생성 시 목표 파스펙트럼의 에너지를 모두 구현할 수 있도록 충분히 긴 불규칙파 시계열을 생성하였다. 하지만 모형속도가 높고 수조 길이는 한계가 있으므로 이를 한 번에 시험하기 어렵다. 따라서 여러 구간으로 나누어 각 구간의 시험을 수행하고, 결과 시계열을 연속적으로 이어서 고속푸리에변환을 하였다. 이로써 파와 상하동요, 종동요 운동 스펙트럼을 얻고 각 운동 RAO을 추출한 후 규칙파 시험에서 얻은 RAO와 비교하였다. 공진주파수 영역의 운동 진폭 크기는 규칙파 시험 결과와 매우 유사하나, 다만 공진주파수 대역에 약간 차이가 있어서 이에 대한 추가 분석이 필요하다.