Prediction of Hydodynamic Impact Loads on Three-Dimensional Bodies

3차원 물체에 작용하는 유체동력학적 충격하중추정

The three dimensional aspects of hydrodynamic impact are discussed. Theoretical and experimental results for a sphere and a cusped body are presented. The cusped body is axisymmetric and resembles the bow profile of a ship with flare. The sphere was subjected to both vertical and oblique impact angles while the cusped body experienced only vertical motion. Three dimensional calculations using normal dipole distributions and an equi-potentioal free surface are compared with experimental results. The theoretical boundary value problem was solved using a known interior flow. This procedure reduced computation times significantly. Comparisons between theory and experiment show that, depending upon the body shape theoretical estimates of the maximum impact force may be larger or smaller than the experimental values. But the theoretical estimate can be used for practical purposes.

본 논문에서는 이론적인 방법과 실험적인 방법에 의해서 구와 플레어 형상을 갖는 축대칭 물체와 같이 3차원 물체에 대한 충격력을 검토하였다. 플레어 형상을 갖는 축대칭물체는 선수와 유사한 형상을 갖고 있다. 플레어 형상물체는 연직운동에 대한 것만을 검토한 반면 구에 대해서는 연직운동만이 아니라 사각 충격에 대해서도 검토하였다. 다이폴분포와 등포텐시얼 자유표면문제를 푼 계산결과와 실험결과를 비교하였다. 경계치문제는 알려진 내부유동을 사용함으로써 계산시간을 단축하였다. 이론과 실험의 비교로부터 물체형상에 따라 최대 충격력의 이론추정치는 실험치보다 더 크거나 작을 수 있다는 것을 보여주고 있다. 그러나, 이론치가 실용적으로 사용될 수 있음을 보여주고 있다.