정수중 부선 주위의 유동 특성에 관한 연구

Study on the Flow Characteristics around a Barge in Still Water

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정수중 부선 주위의 유동 특성을 조사 및 분석하기 위하여 부선의 저항성능을 모형시험과 CFD를 이용한 수치계산에 의하여 해석하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 회류수조에서 저항과 선측파형 등을 관측하였으며, 유동장 해석을 위하여 VOF(Volume of Fluid)법을 기초로 한 수치 시뮬레이션을 이행하였다. 부선의 형태에 따르는 유동특성을 파악하기 위하여 서로 다른 모습의 부선 모형을 제작하였으며, 모형실험은 설계속도를 7kts로 정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5kts~10kts의 구간에서 실험을 실시하여 각 속도에 따르는 저항 특성을 비교.검토 하였다. 수치 시뮬레이션은 일정 속도에서 만재상태를 기준으로 하여 계산을 수행하였으며 수조 실험 결과와 상호 비교함으로서 본 수치계산법의 타당성을 검증할 수 있었으며, 부선의 저항성능 및 선체 주위 유동장의 특성을 분석하였다. 저속일 때 25% 정도의 저항의 차이가 발생하고, 7kts부터 유효마력이 급격히 증가하는 현상을 파악할 수 있었다.

In this study, the resistance performances of barge are analyzed by model tests and computation using CFD to investigate the flow characteristics around a barge in still water. The model tests are carried out in infinite depth in Inha Technical College Circulation Tank to observe the resistance and the numerical simulations based on VOF(Volume of Fluid) method are performed to analyze the flow around the barge. We have selected two barge models to investigate the flow characteristics according to the different type of barges. The experiments are carried out with the models from 5kts to 10kts(designed speed 7kts) considering the effect of adverse and favorable current. The numerical simulations are performed to analyze the flow and resistance characteristics of barge in the full loaded condition with the target speed and compared with the experimental data to confirm the reliability of the numerical method. The result was that the difference of resistance with 25% occurred at low speed and EHP increased rapidly from 7kts.