벌크선 상부구조물의 공력 추정에 관한 CFD 시뮬레이션

Abstract

본 연구에서는 STX marine service에서 실제로 운용중인 176K 벌크선을 대상선형으로 밸러스트와 만재(Laden)상태에서의 상 부구조물에 대한 공기 저항을 예측하기 위하여 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션에는 상용 소프트웨어인 STAR-CCM+ ver.9.04를 사용하여 격자 생성 및 유동장해석을 수행하였다. 지배방정식은 연속방정식과 RaNS(Reynolds-averaged Navier-stokes) 방정식이며, 유한체적법에 기반하여 이산화된다. 난류모델로는 Realizable k-ε을 적용하였으며, 공간미분에는 2차 정확도의 상류 스킴을 적용하였다. 공력 시뮬레이션은 15m/s의 풍속으로 풍향을 0도에서 180도까지 30도 간격으로 변화시켜 가면서 자유표면 상부의 구조물에 대해서만 수행하였으며, 이때 자유표면은 미끄럼 벽면조건을 적용하였다. 본 시뮬레이션으로부터 산출한 항력계수를 실험에 기반한 Fujiwara chart(Fujiwara et al., 2006)과 비교하였으며, 전반적으로 유사한 경향을 보임을알 수 있었다.를 사용하여 격자 생성 및 유동장해석을 수행하였다. 지배방정식은 연속방정식과 RaNS(Reynolds-averaged Navier-stokes) 방정식이며, 유한체적법에 기반하여 이산화된다. 난류모델로는 Realizable k-ε을 적용하였으며, 공간미분에는 2차 정확도의 상류 스킴을 적용하였다. 공력 시뮬레이션은 15m/s의 풍속으로 풍향을 0도에서 180도까지 30도 간격으로 변화시켜 가면서 자유표면 상부의 구조물에 대해서만 수행하였으며, 이때 자유표면은 미끄럼 벽면조건을 적용하였다. 본 시뮬레이션으로부터 산출한 항력계수를 실험에 기반한 Fujiwara chart(Fujiwara et al., 2006)과 비교하였으며, 전반적으로 유사한 경향을 보임을알 수 있었다.