CFD를 이용한 요트 성능 해석

Abstract

세일링 요트에 있어서 주 추진원은 바람이다. 무풍 상황이나 위급 상황 등이 아닌 일반적인 항해 시에는 바람의 힘으로만 항주하게 되며, 특히 요트 경주와 같이 속도 성능을 위주로 하는 항해 하는 경우에는 바람을 추진력으로 전환하게 되는 장치인 세일의 기능과 최적의 효율을 갖게 하는 상태를 만드는 것이 매우 중요하다. 이러한 세일의 효율 극대화 작업의 결과는 최종적으로는 실선에서의 성능 시험이나 시합에서의 결과를 가지고 평가하게 되지만, 이전에 풍동을 이용한 모형시험에 의해 평가되어지며, 최근에는 전산기의 발달과 CFD의 정성, 정량적 정확성의 향상에 따라 CFD를 이용한 성능 파악과 그 결과의 설계 반영이 활발하게 이루어지고 있다. 또한 요트의 선형과 킬과 러더와 같은 부가물의 성능 극대화를 위해 모형시험 이전에 CFD를 사용한 성능 해석이 수행되어짐은 물론이며, 최근에는 세일의 형상 변형에 대한 비선형 해석, 구조-유체 연동해석에 의한 세일 재질과 직조에 대한 설계, 복잡한 구조의 킬에 대한 성능 해석과 최적 설계, 파랑 중 요트의 거동에 관한 해석 등 광범위한 분야에 CFD가 적용되어지고 있다. 본 글에서는 이러한 세일 요트의 성능을 파악하고 최적의 설계를 하기 위한 선행 작업으로서의 CFD의 역할과 그 예를 살펴보고자 한다.