Abstract
This paper presents a prediction method of natural frequencies of vertical hull girder vibration based on design sensitivity analysis in case of design modification and the variation of loading condition. The resented method premises the vibration analysis by the transfer matrix method. Governing sensitivity equation is derived from the direct differentiation of state vector and transfer matrix to parameters and its transfer over all the hull girder elements. Derivatives of natural frequencies and mode shapes are determined by two trial calculation of the governing equation. Using the derivatives, the changes of natural frequencies and mode shapes can be predicted when mass and stiffness parameter's are changed. As results, it is possible to optimize ship structure as well as to avoid troublesome calculation in hull girder vibration analysis rationally and efficiently. To verify the accuracy and efficiency of the resented method numerical results obtained by both the sensitivity analysis and the ordinary reanalysis far a real ore/bulk carrier in case of the change of mass and stiffness parameters are compared.
본 논문에서는 보유추 이론을 적용하여 초기 설계된 선체거더에 대한 상하 고유진동해석을 수행함과 동시에 설계변수 변경에 따른 고유진동수 및 고유모드의 변화율을 계산하는 감도해석방법을 활용하여 설계변경 또는 적화상태 변화시의 선체 고유진동 특성을 신속하게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이때, 이산화 해석방법은 전달행렬법을 적용하였으며, 설계변수로는 각 이산화 요소의 선체 중량, 2차원 부가수질량 및 동 3차원 수정계수, 유효굽힘강성 등으로 설정하였다. 감도해석 결과를 이용하여 중형 광석/살물운반선의 적화상태 변경시의 고유진동수를 추정한 결과는 통상적 재해석 결과와 비교하여 오차 2%이내의 매우 양호한 부합성을 나타내었다.