Computation of Viscous Flows around a Ship with a Drift Angle and the Effects of Stern Hull Form on the Hydrodynamic Forces

사항중인 선체 주위의 점성유동 계산 및 조종유체력에 선미형상이 미치는 영향

  • 김선영 (한국해양연구원, 해양시스템안전연구소) ;
  • 김연규 (한국해양연구원, 해양시스템안전연구소)
  • Published : 2001.08.01

Abstract

RANS solver has been developed to solve the flows past a ship with a drift angle. The solver employs a finite volume method for the spatial discretization and Euler implicit method for the time integration. Turbulent flows are simulated by Spalart-Allmaras one-equation model. Developed solver is applied to analyze the hydrodynamic forces and flows of two tankers with a same forebody but different afterbodies. The computed flows and hydrodynamic forces are compared with the measured flows and captive model test data. The computed results show good agreements with experimental data and show clearly the effects of stern hull form on the hydrodynamic forces and the flows.

사항상태의 선박 주위의 점성유동 계산을 위하여 RANS 방정식에 대한 수치계산법을 개발하였다. 수치계산법은 이산화방법으로 유한체적법에 기초하여, 비점성 대류항에 대하여는 3차 정도의 flux-difference splitting 방법을 사용하고 시간 적분은 Euler 음해법을 사용하였다. 난류모형으로는 Spalart-Allmaras one-equation 모형을 사용하였다. 개발된 수치계산법을 이용하여 선수형상은 같으나 선미형상이 다른 두 VLCC 선형에 대한 조종유체력 및 유동 특성을 계산하고 이를 실험결과와 함께 비교하고 살펴보았다. 계산결과는 구속모형시험과 국부유동계측으로부터 얻은 유체력 및 유동을 잘 예측하고 있을 뿐 아니라 선미형상 차이에서 나타나는 유체력 및 유동특성의 차이도 잘 보여주었다.

Keywords

References

  1. 한국기계연구원 보고서 조종성능 추정기법 개발 김성영(등)
  2. 대한조선학회 논문집 v.36 no.1 기본 으프셋을 이용한 상선의 선체표면 격자계 생성방법 김우전;반석호
  3. 대한조선학회 논문집 v.36 no.1 선체주위의 점성유동 계산을 위한 3차원 공간 격자계 생성방법 김우전;김도현;반석호
  4. 대한조선학회 논문집 v.38 no.1 사항 중인 대형유조선 모형 주위의 선미 유동장에 관한 실험적 연구 김우전;김도현;김연규;김선영;반석호
  5. 대한조선학회 논문집 v.36 no.2 초기설계시 선박의 선미 형상을 고려한 조종성능 추정에 관한 연구 이승건;최재영;서영석;이우진
  6. 대한조선학회 1999년도 추계학술대회 논문집 선미 형상을 고려한 조종유체력미계수 추정에 대한 연구 이태일;염덕준;신상성;이성식
  7. 대한조선학회 논문집 v.31 no.3 선미벌브를 갖는 선박의 조종특성에 관한 연구 손경호;이경우
  8. Proceeding of MARSIM '96 Prediction of Ship Manoeuvrability : State of Art Fujino,M.
  9. Numerical Computation of International and External Flows: Vol.2 Computational Methods for Inviscid and Viscous Flows Hirsch,C.
  10. Resolution A. 751 (XⅧ) The Interim Standards for the Ship Manoeuvrability IMO
  11. PRADS '95., the 6th International Symposium on Practical Ships and Mobil Units A Prediction Method of Maneuverability including th Effects of Side Profile at the Initial Design Stage Kang,C.G.;Kim,Y.G.
  12. MAN '98., Symposium on Forces Acting on A Manoeuvring Vessel The Maneuverability of Full Form Ships with Low Speed Kang,C.G.(et al.)
  13. Intl. Conf. on Marin Simulator and Ship Manoeuvring, MARSIM 2000 Effects of Stern Hull Form on the Manoeuvrability for a Tanker Kim,S.Y.;Kim,Y.G.
  14. J. of the Society of Naval Architects of Japan v.168 A Cell-centered Finite-Volume Upwind Scheme with Global Conservation Kodama,Y.
  15. Transactions of the West-Japan Society of Naval Architects no.78 Study on Effects of Stern Forms on Manoeuvrability Kose,K.(et al.)
  16. J. of SNAJ v.168 Computation of Flows around Full Hull Forms in Oblique Towing or Turning Using NICE Code Makino,M.;Kodama,Y.
  17. J. of SNAJ v.168 Computation of Flows around Full Hull Forms in Oblique Towing or Turning Using NICE Code Makino,M.;Kodama,Y.
  18. 7th Intl. Conference on Numerical Ship Hydrodynamics The Numerical Simulation of the Yaw Flow of a Free Surface Ship Mascio,A.Di;Campana,E.F.
  19. J. of Marine Science and Technology v.3 no.2 Finite-Volume Simulation of Flows about a Ship in Maneuvering Motion Ohmori,T.
  20. 23rd Symp. on Naval Hydro Numerical Simulation of Manoeuvring Motion Sato,T.;Izumi,K.;Miyata,H.
  21. AIAA J. v.29 no.10 Approximate Factorization with Source Terms Shih,T.I.­P.;Chyu,W.J.
  22. AIAA Paper 92-0439 A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic Flows Spalart,P.R.;Allmaras,S.R.