저항 및 마력 추정 (2)

목차

● 서론
● 저항의 종류
● 저항 추정방법
1. 수조 시험에 의한 방법
2. 계산 도표에 의한 방법
3. 상사선의 자료에 의한 방법
4. CFD에 의한 방법
5. 경험식에 의한 방법
● Holtrop & Mennen 의 저항 추정법.
● 추정식 검증
● 마력
● 설계선 추정 결과

본문내용

G.G.J Mennen이 발표한 논문 ‘An Approximate Power Prediction Method’ 와 ‘A statistical Re-analysys of resistance And Propulsion Data' 를 바탕으로 저항 추정. 아래와 같이 계산 했다.
Rt 마찰 저항
K1 형상에 따른 수정 계수
Rapp 부과물에 의한 저항
Rw 조파 저항
Rb 구상 선수에 의한 저항
Rtr 트랜섬에 의한 저항
Ra 모형선 - 실선 상관 수정저항(공기저항 포함)
계산 식) 모든 계산에서 사용되는 길이단위는 m, 무게단위는 t 저항의 단위는 kN
v = 산박의 속력 (m/s)
Cf = 마찰저항계수(ITTC 1957추정식)
Rn = 레이놀드수
L = 수선간길이(Lwl)
Sbh = 침수표면적
B = 수선 상에서의 폭
γ = 동점성계수 15도로 해서 계산 ( 0.00000119 )
LCB = 선박의 중심으로부터 부령의 중심
까지의 거리, Lbp에대한 LCB의
백분율(%)
부가물의 저항은 우리의 설계선에서는 타만 고려한다.
1+k2 = 부가물의 형상계수 (rudder = 1.4)
Sapp = 부가물의 표면적
(1+k2)eq = 1+k2 / Sapp
우리 설계선에선 부가물이 하나만 고려하면 되므로 Sapp(1+k2)eq 대신 1+k2 로 한다.
C2 = 벌브에 의한 저항 감소 계수이나 벌브가 없으므로 1을 사용한다.
C5 = 트램섬에 의한 저항 증가 계수 트램섬이 물에 잠기지 않으므로 1을 사용한다.
d = -0.9
조파저항은 Fn 의 크기에 따라 식이 달라지나 우리의 설계선은 고속이라 0.55 이상이므로 위식을 사용.
실제적으로 계산결과 Rb = 0.03 ~0.02 값이 나왔다. 우리의 경우 그대로 사용함.
At = 속도가 0일 때 물속에 잠긴 트랜섬의 면적
● 추정식 검증
위의 식을 엑셀로 만들어 주요요목의 변화에 따라 따로 계산하지 않도록 만들었으며, 이를 검증하기 위하여 Holtop & Mennen의 논문에 수록된 주요요목을 대입하여 똑같은 결과값을 얻었으며 그에 대한 자료를 아래에 제시한다.
미소한 오차의 경우 논문에서 사용한 동점성계수와 다르기 때문에 차이를 보이나 큰 차이는 없다.
● 마력
.
상선과 달리 Rib 보트는 선외기를 사용해 유효마력만 구했다.
유효마력은 저항*속력이므로 Kw와 PS로 구했다.
● 설계선 추정 결과
설계선의 추정 결과는 엑셀로 추정한 것과 Maxsurf의 hullseepd라는 프로그램을 이용한것 두 개가 있으나 엑셀로 추정한 결과를 사용하였다. 다음은 그 결과물이다.
< 입력값 >
<계산값>
<출력값> : Rt 는 속력이 증가할수록 더욱 급하게 증가하는 것을 알수있으며 그에따라 마력도 같은 추세로 증가함을 알 수 있다.
< Maxsurf 결과 값 >
실제 적으로 엑셀값과 33knot에서 저항은 2kN , 마력은 40 Ps 정도 Maxsurf 결과 값이 높게 나왔다.
추정한 저항 값이 실제 값과 차이가 나겟지만 도출한 저항으로 대략적인 설계를 할수록 엔진 선정 팀에게 결과 값을 보고 해주었다.

키워드

저항및마력추정,   저항,   마력,   조파,   외류저항