Numerical Calculations of Three-dimensional Viscous Flows over a stern by the Semi-Elliptic Equations

준타원형 방정식에 의한 선미에서의 3차원 점성유동의 수치계산

A computer code has been developed to simulate three-dimensional viscous flows over a ship-stern. Semi-elliptic forms of Reynolds equations are adopted and numerically generated body-fitted coordinate systems are used to resolve complex geometries of the ship-hull. A standard form of $k-\varepsilon$ turbulence model is adopted for evaluation of the Reynolds stresses. Turbulent flows on a model with 3:1 elliptic sections and the SSPA-720 container ship model are predicted by using the code. Calculated pressure distributions of hull-surfaces and mean velocity distributions are generally in good agreements with measured values in wind-tunnels. But turbulent kinetic energies tend to be over-estimated near the stern in comparison with measured data.

자유표면을 고려하지 않은 경우 선체주위의 3차원 점성유동을 수치해석하는 전산프로그램을 작성하였다. 복잡한 선체를 합리적으로 처리할 수 있는 body-fitted 좌표계를 사용하고, 난류모델은 $k-\varepsilon$모델을 채택하였다. Reynolds 방정식의 준 3차원 형태를 수치해석하도록 하였다. 작성된 전산프로그램의 합리성과 수치해석적 성능을 파악하기 위하여 단면이 3:1 타원단면의 모델과 SSPA-720 콘테이너 선형을 이용하여 수치해석의 결과와 실험데이터를 비교하였다. 평균속도분포와 압력의 분포는 위 모델의 풍동시험결과와 전반적으로 잘 일치하고 있으나, 난류운동에너지는 선미 부근에서 실제보다 많이 예측되고 있다.