Calculation of Wave Resistance of a Hybrid Hydrofoil

복합지지형 고속선의 조파저항 계산

A potential-based panel method has been developed for numerical computation of wave resistance on a hybrid hydrofoil. Hybrid hydrofoil is composed of a main body, two struts and two hydrofoils. The main body, which is assumed to be an axisymmetric body for the present analysis, is normally used to support displacement of a body with its buoyancy. Normal dipoles and the sources are distributed on the body(main body, struts, hydrofoils) and the sources are distributed on the free surface. Linearized free surface and the radiation conditions are satisfied using the fourth order finite difference operator and the semi-linear pressure Kutta condition is used for the numerical computation of the hydrofoils. Poisson type free surface condition has been used for the numerical computation and hyperboloidal panel method has been used for better numerical accuracy. To verify this numeric method, model tests are performed in circulation water channel. From the comparison of experimental results with numeric ones, the present method can be used as a useful tool for the design of high speed vessels.

3차원 날개면이 부착된 복합지지형 고속선의 정상상태에서의 조파저항을 포텐셜 기저 판요소법으로 해석하였다. 계산에 사용된 고속선은 물 속에 잠겨있는 몸체와 몸체의 중간 및 후방에 붙어 있는 3차원 날개면과 수면을 관통하는 앞, 뒤의 스트럿트로 구성되었다. 물체 표면(몸체, 날개면 및 스트럿트)에는 쏘오스와 다이폴을, 자유표면에는 쏘오스를 분포하였고, 선형화된 자유표면 조건과 방사조건을 만족시키기 위해 4점 유한차분을 이용하였으며, 날개면의 유동해석을 위해 준압력 Kutta조건(semi-linear pressure Kutta condition)을 적용하였다. 패널사이의 틈새 문제를 개선하기 위해 비 평면성이 고려된 쌍곡면 판요소법을 적용하여 각 선체 표면에서의 수치 계산 정도를 높이고자 하였다. 수치 계산 결과는 회류수조에서 모형 시험을 수행한 결과와 비교하였으며, 이로부터 본 연구에서 개발된 수치 계산법은 고속선의 최적 선형 개발에 이용 가능한 도구가 될 수 있는 것으로 나타났다.