Development of an Efficient Calculation Method of Pressure Acting on a Bluff Body and the Deformation of Flexible Oil Fences in Currents

뭉뚝한 물체에 작용하는 압력의 효율적인 계산법 개발과 조류중에서의 유연한 유벽의 변형

An efficient calculation method of pressure acting on a bluff body is developed. The method is applied to assess the containment capability of an oil fence, considering skirt deformation in current. The pressure on the frontal side of the oil fence is determined by analyzing the potential flow, substituting the wake region as a rigid body which has its boundary at the closed separation streamlines. The pressure at the downstream side of the fence, the so called base pressure, is obtained from the existing experimental results. To verify the calculation method, pressure drag of some bluff bodies in an infinite-fluid medium is calculated, which shows good agreement with the experimental results. The deformed shape of the oil fence is obtained by solving, iteratively, the coupled equations governing the flow field and the deformation of the oil fence, respectively. The deformed shape and the decrease of draft of oil fences with different ballast mass in various current conditions are investigated.

임의의 형상을 갖는 몽뚝한 물체에 작용하는 압력을 효율적으로 계산할 수 있는 방법을 확립하여, 조류중 유벽의 부유 성능을 스커트의 변형을 고려해 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 물체 전면의 압력은 반류영역을 박리유선을 경계로한 가상의 강체로 놓고 포텐샬 유동을 해석하여 구하였고, 후면의 압력은 기존의 실험 결과를 바탕으로 결정하였다. 압력 계산 방법의 검증을 위해 몇 가지 뭉뚝한 물체의 무한 수심에서의 압력 저항을 계산하여 기존의 실험 결과와 잘 일치한다는 것을 확인하였다. 유벽의 변형은 유동장과 연계되어 있어서 순차반복법을 통하여 구하였다. 여러 조류속도와 추의 질량에 대한 유벽의 변형된 형상과 홀수의 감소를 구하였다.