깊이가 제한된 천수역을 운항하는 선박의 경우, 선저면의 동유체력변화로 인해 선박의 흘수가 증가하는 스쿼트 현상이 나타난다. 본 연구에서는 KVLCC2선형을 대상으로 H/T(Depth/Draft) = 2.0, 1.5, 1.2의 천수조건에서 모형선의 속도변화, 프로펠러 유무에 따른 모형선박의 상하동요, 종동요 자세변화를 계측하였다. 또한 계측된 모형선의 상하동요변화는 Tuck/Huuska, Barrass 2, Eryuzlu 등의 경험식에 따른 결과와 비교하여 그 유효성을 검증하였다.
Ship squat is a well known phenomenon, which means an additional sinkage and a change of trim when a ship sails in shallow water. As a series of ship squat study, a HPMM(Horizontal Planar Motion Mechanism) test of KVLCC2 model ship to measure a sinkage and a trim in shallow water was conducted. Additionally a CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis was carried out to simulate fluid flows around the ship surface. A change in ship speed, drift angle at three depth conditions(H/T = 1.2, 1.5 & 2.0) is considered for comparing these results. As a result, an increase of the ship speed and the drift angle caused an increase in ship squat in EFD(Experimental Fluid Dynamics), and created a lower pressure on the ship bottom area in CFD. Lastly the sinkage results of KVLCC2 by EFD and CFD are compared to results by three empirical formulas. The tendency of sinkage by EFD and CFD is similar to the results of empirical formulas.
It has been reported that a ship sailing in shallow water possesses better straight-line stability due to the change of fluid flow around the ship. This tendency affects manoeuvring characteristics of the ship. To investigate this phenomenon, indoor free running model test(FRMT) on KVLCC2 was carried out in three water depth conditions(H/T = 1.2, 1.5 & 2.0). Turning circle tests(± 35° ) and zigzag tests(± 20° /5° and ± 20° /10° ) were conducted with newly developed indoor FRMT system, and the manoeuvring results were compared with test results from other institutes. As the water depth decreased, the yaw rate of the ship decreased, and the distances of circular trajectories at the same heading angle increased in the turning circle tests. The first overshoot angles of the zigzag tests decreased. From both tests, the time for course change increased as the water depth decreased. These manoeuvring characteristics show that KVLCC2 in shallow water becomes more stable in terms of straight-line stability.
In this study, uncertainty analysis based on ITTC(International Towing Tank Conference) Recommended Procedures is carried out in the towing-tank experiment for motion responses and added resistance. The experiment was conducted for KVLCC2 model in head sea condition. The heave, pitch and added resistance were measured in different wave conditions, and the measurement was repeated up to maximum 15 times in each wave condition in order to observe the uncertainty of measured data. The uncertainty analysis was carried out by adopting the ISO-GUM(International Organization for Standardization, Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements) method recommended by ITTC. This paper describes the details about the analysis method, uncertainty and the measured uncertainty for each source. The uncertainty analysis results are summarized as a tabular form. To validate the accuracy of the present measurement, the experimental results are compared with the results of numerical computation and other experiment. From the present uncertainty analysis, the main sources of uncertainty are identified, which can be very useful to improve the accuracy for added resistance experiment.
The finite volume based multi-block RANS code, WAVIS developed at KRISO, is used to simulate the turbulent flow field around the KRISO container ship (KCS) and the modified KRISO tanker (KVLCC2M). The realizable k-$\varepsilon$ turbulence model with a wall function is employed for the turbulence closure. The free surface flow with and without propeller is mainly investigated for the KCS and the double model flow is concerned for the KVLCC2M which is obliquely towed in still water. The computed results are compared with the experimental data provided by CFD Tokyo Workshop 2005 in terms of wave profiles, hull surface pressure and wake distribution with and without propeller for the HCS and wake distribution and hydrodynamic forces and moments with various drift angles for the KVLCC2M.
This paper introduces a study on ship performance in waves to consider the effects of added resistance in the early stage of hull-form design. A ship experiences a loss of speed in actual seaways, hence this study proposes the overall procedure of a new design concept that takes into account the hydrodynamic performance of ship in waves. In the procedure, the added resistance is predicted using numerical methods: slender-body theory and Maruo's far-field formulation, since these methods are efficient in initial design stage, and an empirical formula is adopted for short waves. As computational models, KVLCC2 hull and Supramax bulk carrier are considered, and the results of added resistance and weather factor for test models are discussed. The computational results of vertical motion response and added resistance of KVLCC2 hull are compared with the experimental data. In addition, the sensitivity analysis of added resistance and weather factor for KVLCC2 hull to the variations of ship dimensions are conducted, and the change of the added resistance and propulsion factors after hull form variations are discussed.
Recently, the design of commercial ships with less green-house gas is one of great interests in naval architecture fields. Ship designers are asked to find optimum hull forms with minimum resistance in ocean waves. The accurate computation of added resistance, therefore, is getting more important for the prediction of power increase in random ocean waves. This study focuses on the numerical computation of added resistance on ships with Ax-bow shapes which are designed to reduce added resistance. To this end, the time-domain Rankine panel methods based on weakly-nonlinear and weak-scatterer approaches are applied, which can reflect the influence of above-still-water bow shape. As computational models, KCS and KVLCC2 hull forms are considered. Each ship is combined with the three types of Ax-bow shape, and computational results are compared each other.
최근에 선형의 유체성능 평가에 활용되기 시작한 CFD 계산결과의 검증을 위해서는 잘 정리된 선체 주위의 국부유동 계측자료의 확보가 필수적이다. 그동안 국내에서 저항성능 평가를 위한 검증자료의 확보를 위해 모형선이 직진하는 경우에 대한 유동 계측이 몇 차례 수행되었다. 본 논문에서는 VLCC 모형의 사항 중 발생하는 여러 개의 분리된 보오텍스 등 매우 복잡한 선미 유동장을 계측함으로써 조종성 계수 추정을 위한 수치계산 결과의 검증 자료를 확보하고자 하였다. 선체가 표류각 $0^{\circ},\;5^{\circ}$와 $10^{\circ}$를 가지고 진행할 때, St. 2와 A.P. 위치에서 좌현 및 우현의 속도장을 각각 계측하였으며, 표류각이 큰 경우에는 각각 발생 위치가 다른 네 개의 보오텍스가 선미에 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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