• 대한조선학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.24-33
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• 2005

It is important to understand the flow characteristics around two sails of a sloop yacht. In this paper a computational aerodynamic investigation is performed over sail-like airfoils similar to the main and iIb sails of a 30 feet sailing yacht. Lift and drag are calculated for various conditions of slit distance between the two sails and overlapped length of the jib sail. The thrust and CE(center of effort) of the sail system are obtained. It is found that the combination of two sails produces the thrust force larger than the sum of the thrust force of each sail standing separately and the slit distance of the two sails are important factor to increase lift force.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.351-357
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• 2023

In this study, we devised methods to enhance the efficiency of rotor sails which have been applied as one of the energy saving devices of ships. The idea of the study originated from the notion that installing protrusions or increasing the surface roughness on the smooth surface of the rotor sail could delay the separation of the incoming wind flow and consequently increase the lift force. Five cylinder models were considered and tested in an open-type wind tunnel at Chungnam National University. A smooth surface cylinder exhibits the highest lift-to-drag ratio at a specific Reynolds number, and as the Reynolds number increases this value decreases sharply. The variation in this typical Magnus force can be significantly improved by altering the surface shape and roughness of the rotor sail. It has been observed that increasing the surface roughness improves the lift characteristics, resulting in increased efficiency. Furthermore, it revealed that the reverse Magnus effect which may occur during actual operation in the low spin ratio region can be significantly enhanced.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1059-1066
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• 2021

우리나라는 해상활동의 중요성이 크며, 산업화에 따른 이상기후 현상 등을 규명하기 위해 육상에 많은 자동기상 관측설비를 운영 중이지만 해상에서는 그 수가 매우 부족하다. 또한, 해양안전정보 구축 등을 위해 해양조사선을 운영 중이나 접근이 어려운 곳이 많고 높은 운영비용이 요구된다. 따라서 다양한 해양관측 등이 가능한 소형무인화선박의 개발이 필요하다. 한편 소형 무인화 선박에서 세일(Sail)은 항해 성능에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 에어포일 형상보다 높은 공기역학적 성능을 갖는 것으로 알려진 트윈커브세일(Twin curvy sail)의 설계변수인 캠버(Camber)효과에 대해 검토하였다. 5 종류의 캠버에 대해 유동해석 결과, 캠버 크기가 9 %일 때 가장 높은 양력계수를 나타내었다. 트윈커브세일의 경우 Port sail과 Starboard sail의 상호작용에 의해 받음각 23°에서 가장 높은 양력계수를 갖고, Port sail의 경우 받음각 20°에서 가장 높은 양력계수를 Starboard sail의 경우 받음각 15°에서 가장 낮은 양력계수를 나타내었다. 또한, 트윈커브세일은 모든 받음각에서 에어포일 형상인 NACA 0018보다 높은 양력계수를 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권1호
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• pp.125-133
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• 2006

It is important to understand flow characteristics and performances of sails for both sailors and designers who want to have efficient thrust of yacht In this Paper the viscous flows around sail-like rigid wings, which are similar to main and jib sails of a 30 feet sloop, are calculated using a CFD tool. Lift, drag and thrust forces are estimated for various conditions of gap distance between the two sails and the center of effort of the sail system is obtained. Wind tunnel experiments are also carried out to measure aerodynamic forces acting on the sails system and to validate the computation. It is found that the combination of two sails produces the lift force larger than the sum of that produced separately by each sail and the gap distance between the two sails is an important factor to determine total lift and thrust.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.931-941
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• 2020

해양데이터를 수집하기 위해 필요한 엔지니어, 연구원 및 과학자를 대신할 수 있는 해양 모니터링 장치인 자율주행보트의 필요성이 대두되고 있다. 이 논문은 자율주행보트의 세일을 개발하기 위한 연구로 곡선형 트윈 세일의 공기역학적인 특성을 수치해석적으로 분석하고 이를 날개 형태의 세일과 성능비교를 통해 곡선형 트윈 세일의 공기 역학적인 성능을 확인하였고, 세일의 간격과 형상에 따른 성능을 비교하였다. 유체 해석을 위한 지배방정식은 Navier - Stokes를 사용하였다. 성능비교 결과 곡선 형 트윈 세일은 날개 형태의 세일과 비교하여 양력, 항력 및 추력 계수가 향상됨을 알 수 있다. 또한, 트윈 세일의 양 날개의 간격은 중요한 변수임을 확인 하였다. 0.035 L, 0.07 L, 0.14 L에서는 스톨로 인해 양력 계수의 감소로 나타났고 0.21 L, 0.28 L, 0.35 L에서는 개선되어 0.28 L에서 최대 양력을 보여준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.648-656
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• 2022

국제해사기구(IMO)의 온실가스(GHG) 감축 전략과 같은 환경규제를 강화함에 따라 친환경 선박 및 대체 연료 등 기술 개발이 확대되고 있다. 그의 일환으로 해운사와 조선사를 중심으로 에너지 저감과 풍력 추진 기술을 활용한 선박 추진 기술이 대두되고 있다. 풍력 추진 기술의 확보와 실증 연구를 조선 및 해운 분야에 도입함으로써 친환경 기술을 활용한 고부가가치 시장을 창출할 수 있으며, 운항선박의 연료 소비율을 줄임으로써 연비를 약 6~8 % 정도 향상시켜 GHG의 감축을 기대할 수 있다. 로터 세일(Rotor Sail, RS) 기술은 원형 실린더가 일정한 속도로 회전하여 유체를 통과할 때 실린더의 수직 방향으로 유체역학적 힘을 발생시키는 기술이다. 이를 마그누스 효과(Magnus Effect)라고 하며, 본 연구에서는 선박에 설치된 풍력보조추진 시스템인 RS 주위의 난류 유동특성에 관한 수치해석적 연구를 통하여 추진효율을 높일 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그래서 RS의 공기 역학적 힘에 영향을 미치는 매개변수로써 속도비(Spin Ratio, SR)와 종횡비(Aspect Ratio, AR) 변화에 따른 양력계수(C_L)와 항력계수(C_D)를 도출하였고, RS 끝단 플레이트(End Plate, EP) 적용에 따른 RS 주변 유동특성을 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.601-607
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• 2005

This paper describes a hydrodynamic modelling study based on the Feldman's equation to predict the nonlinear and coupled maneuvering characteristics of high speed submarine. The hydrodynamic coefficients set is obtained from the modeling of the cross flow drag force and sail induced vorticity, and the captive model experiments(VPMM and RA test) results used to improved the accuracy. The results contained in this paper will be helpful to predict the behavior of tight turn maneuver and to improve the SOE(Safety Operational Envelope) analysis in case of emergency maneuver.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.321-327
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• 2010

During sailing by wind-driven thrust on the sail, a catamaran sailing yacht generates leeway and heeling. For estimating resistance and moment prediction of a real ship by changing of running attitude, a model test of the ship has to be carried out. This study aims at establishing experimental techniques for a catamaran sailing yacht by changed attitude during running direction. Through the model test, drag and side force of the real ship are predicted. Also through experiment, rolling and yawing moments were considered.