선체 저항 시험

소개글

선체 저항 시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험이론...........................................1
　-저항의 종류
　- 2차원 저항추정
　- 2차원 저항추정 방법
　- 3차원 저항추정
　- 3차원 저항추정 방법
　　※ 발산파와 가로파

2. 실험 방법..........................................3

3. 실험 결과..........................................3
　3.1 실험 사진
　3.2 결과데이터
　3.3 Fn에 따른 여러 값들 비교

4. 해석..............................................6
　4.1 결과값의 해석
　4.2 오차 분석

5. 참고문헌..........................................7

본문내용

de의 0점을 조절한다.
6. 각 Froude Number에 대한 수조의 속도를 설정한다.
7. 예인전차를 이용해 모형선을 이끌고 그에 대한 조파저항과 마찰저항 등을 측정한다.
8. 실험으로부터 얻은 저항값을 통해 실선의 전저항을 2차원 및 3차원 방법으로 구한다.
3. 실험 결과
3.1 실험 사진
<모형선이 움직이기 시작할 때>
<중간정도의 속도로 움직일 때>
<가장 빠르게 움직일 때>
3.2 결과데이터
<실험환경값>
<결과값 데이터>
-공식의 이용
다음의 식으로 각 속도의 Sinkage값을 구하였다.
다음의 식으로 각 속도의 Trim값을 구하였다.
속도에 대한 마찰저항 계수를 다음의 식을 써서 구한다.
속도에 대한 실선의 전저항 계수를 다음의 식을 써서 구한다.
3.3 Fn에 따른 여러 값들 비교
4. 해석
4.1 결과값의 해석
속도에 따른 저항 변화
실험 결과를 살펴보면 속도에 따른 저항의 그래프에서 속도가 증가함에 따라 선박의 저항 또한 증가하는 경향을 보이지만 증가하는 비율이 줄어듦과 늘어남을 반복하는 것을 알 수 있었다. 이는 추측컨대, hollow & hump의 영향을 받는 것 같다. 만약 모형선의 속도 측정이 연속적으로 이루어져 데이터 값을 가지고 있었다면 결과 그래프에서도 hollow & hump의 선형이 나타났을 것이라 생각된다.
또한 저항 그래프의 기울기가 속도가 증가함에 따라 줄어드는 것으로 보아 실험체는 고속에 적합하게 설계가 되어있는 것으로 보인다. 즉, 고속으로 운행할 것에 대해 알맞게 설계된 선체라는 뜻으로 해석된다.
Fn에 따른 Trim & Sinkage 변화
Fn = 0~1.4581부근까지는 선수트림이 일어남을 확인할 수 있고, Fn = 1.4581 이후에는 선미트림이 일어남을 그래프로 확인할 수 있다. 사실, Fn < 1.4581 의 범위에서 선수트림과 선미트림이 바뀌는 Fn이 존재하지만 실험 결과의 값만으로는 이 값을 찾을 수 없다. 실험에서의 결과 값으로만 판단하자면, Fn = 1.4581 이내에서는 저속으로 선수가 가라앉고 Fn = 1.4581 이후에는 고속으로 선수가 들리고 선미가 가라앉는 선미트림이 일어남을 확인할 수 있다.
침하는 Fn가 증가함에 따라 꾸준히 감소함을 확인할 수 있다. 이는 저속에서 비교적 배가 가라앉아 있다가 고속으로 가면서 뜬다는 것을 알 수 있다.
저항계수의 분석
실험 선박이 고속으로 갈수록 잉여저항의 변동이 마찰저항의 변동에 비해 지배적으로 크게 나타났다. 저항계수를 분석해보면 전저항과 잉여저항이 밀접한 관련이 있고 마찰저항은 전저항에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 보인다.
4.2 오차 분석
※ 예인수조의 측벽효과
물이 흐를 때 수조벽에서 박리현상이 일어나면서 수조가 만들어내는 파가 생성되고 그 파로인한 간섭이 발생하여 실제 저항과는 다른 값이 구해졌을 것이다.
측벽효과가 아무것도 실험하지 않는 수조에서도 발생하는지 아닌지는 확실하지 않지만 수조 자체에서 발생하는 파에 의한 것이라면 배의 위치를 조정해서 측벽효과로 인한 오류를 최소화 할 수 있는 위치에 배를 설치하는 것이 좋을 것 같다. 그런데 만약 배에서 만들어진 파장이 수조벽에 부딪히고 다시 이것에 의한 물의 압력 때문에 측벽효과가 발생하는 것이라면 수조의 넓이를 넓히거나 배를 축소하는 방법뿐이 없어 보인다.
5. 참고문헌
1) 김경호 외 3인 공역, 1999, “유체역학”, 싸이텍미디어:서울.
2) 양희준 외 2인 공역, 2005, “유체역학”, 보문당:서울.
3) 조강래 외 2인 공역, 2007, “유체역학”, McGrawHill
4) Frank M. White., 2003, Fluid Mechanics, 5\'th edition

키워드

선체,   저항 시험,   발산파,   Froude,   Fn,   가로파,   저항 추정,   2차원,   3차원,   선체 저항