패널법을 이용한 유한수심에서의 조파저항 계산

Computation of Wave Resistance in the Water of Finite Depth Using a Panel Method

유한수심의 해역에서 운동하는 잠수체 혹은 부유체의 조파저항을 계산하기 위하여 Hess & Smith(1962)와 Dawson(1977)류의 패널법을 개발하였다. 수면상에서의 경계조건은 소위 Poisson 식을 사용하였는데, 비슷한 문제에 대해 Yasukawa(1989)는 이중물체유동을 기본유동으로 하는 Damson식을 사용한 바 있다. 수저면에서의 경계조건을 자동적으로 만족시키기 위하여 Rankine 쏘오스와 수저면에 대한 경상 쏘오스의 합을 Green 함수로 취하였으며, 따라서 특이점은 선체와 자유표면 상에만 분포시키면 되므로 필요한 패널의 수는 Yasukawa의 방법에 비해 절반이하로 감소되었다. 계산예로서는 잠수한 구와 Wigley선형을 택하였으며, 기존의 해석해 및 수치해와 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻었다.

A panel method in the spirit of Hess & Smith(1962), and also of Dawson(1977) was developed to compute the wave resistance of a submerged, or a surface piercing, body moving in the water of finite depth. As a boundary condition on the free surface what is called the Poisson equation is used, while Yasukawa(1989) chose the Dawson equation for which the double-body flow is regarded as the basic one. In order to satisfy the boundary condition on the bottom surface automatically, the sum of a Rankine source and its image with respect to the bottom surface is chosen as the Green function, and hence the singularity is distributed only on the body and on the free surface thereby decreasing the required number of panels dramatically, compared to that of Yasukawa, without the consequential loss of accuracy. Calculations were done for a submerged sphere and for the Wigley hull, and the results are compared with other existing analytical and numerical data.