Empirical and Numerical Analyses of a Small Planing Ship Resistance using Longitudinal Center of Gravity Variations

서지정보

· 발행기관 : 해양환경안전학회
· 수록지 정보 : 해양환경안전학회지 / 29권 / 7호
· 저자명 : Michael, Jun-Taek, Lim, Nam-Kyun, Im, Kwang-Cheol, Seo

목차

1. Introduction
2. Methodology
2.1 Target Vessel
2.2 Study Cases
3. Empirical Analysis
3.1 Savitsky Empirical Formula and Applicability
3.2 Empirical Analysis Results
4. Numerical Analysis
4.1 Methodology
4.2 Computational Domain and Boundaries
4.3 Mesh Generation
4.4 Numerical Analysis Results
5. Results and Discussion
6. Conclusion
Acknowledgment
References

초록

소형 선박(<499 GT)이 전체 선박의 46%를 지배하고 있어 상대적으로 많은 CO2 배출가스를 가지고 있다고 결론지을 수 있다. 최 적의 Trim 조건에서 운전하면 선박의 저항을 감소시킬 수 있어 온실가스가 적게 발생할 수 있다. Trim을 최적화하는 가장 저렴한 방법 중 하 나는 최적의 Longitudal Center of Gravity(LCG)를 얻기 위해 무게 분포를 조정하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 소형 선박의 저항에 대한 LCG 변화의 영향을 경험적 및 수치적 해석을 통해 연구하고자 한다. 선체를 설계하는 Savitsky 경험식은 Maxsurf Resistance의 방법으로 사용 된다. 수치해석에는 STAR-CCM+ 상용 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어가 사용되지만 최종적으로 선박 설계 과정 이후 최적의 LCG를 얻기 위해 전체 저항을 비교한다. 결론적으로 Froude Number 0.56에서는 수치해석에 의해 전체 길이(LoA) 46.2%에서 최적의 LCG를 달성하고 Froude Number 0.63에서는 43.4% LoA를 달성하여 29.2% LoA에서 기준점에 비해 최대 41.12% - 45.16%의 상당한 저항 감소를 얻을 수 있다.

영어초록

Small ships (<499 GT) constitute 46% of the existing ships, therefore, it can be concluded that they produce relatively high CO2 gas emissions. Operating in optimal trim conditions can reduce the resistance of the ship, which results in fewer greenhouse gases. An affordable way for trim optimization is to adjust the weight distribution to obtain an optimum longitudinal center of gravity (LCG). Therefore, in this study, the effect of LCG changes on the resistance of a small planing ship is studied using empirical and numerical analyses. The Savitsky method employing Maxsurf resistance and the STAR-CCM+ commercial computational fluid dynamics (CFD) software is used for the empirical and numerical analyses, respectively. Finally, the total resistance from the ship design process is compared to obtain the optimum LCG. To summarize, using numerical analysis, optimum LCG is achieved at the 46.2% length overall (LoA) at Froude Number 0.56, and 43.4% LoA at Froude Number 0.63, which provides a significant resistance reduction of 41.12 - 45.16% compared to the reference point at 29.2% LoA.

참고자료

· 없음