병렬 배치된 두 선박에 작용하는 조류 하중 특성에 관한수치해석 연구 (Numerical Study of Current Loads Acting on Two Vessels in Side-by-side Configurations)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양환경·에너지학회
· 수록지 정보 : 한국해양환경•에너지학회지 / 27권 / 1호 / 38 ~ 45페이지
· 저자명 : 송성진

초록

병렬 배치된 두 선박에 작용하는 환경 하중을 예측하는 것은 안전한 LNG 벙커링 작업을 수행하기 위한 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 CFD를 이용하여 LNG 벙커링 선박에 대한 조류 하중을 연구하였다. LNG 벙커링 선박이 대상선박과 병렬 배치되어 있을 때 조류 하중을 예측하였고, 단독 상태에서의 조류 하중 예측 결과와 비교하였다. 수치 모델과 격자 생성은 국제공동연구의 CFD 모델링 사례 및 가이드를 참고하였다. 수치 모델과 격자 시스템을 검증하기 위해 KVLCC의 조류 하중 계수를 계산하여 기존 실험 및 OCIMF 데이터와 비교하였다. 해석 결과는 실험 및 OCIMF 데이터와 대체로 일치하였다. 격자 이산화에 따른 민감도를 분석하기 위해, 유입 흐름 각도 90°와 180°에 대해 Y 방향과 X 방향 하중 계수를 각각 계산하여 가장 조밀한 격자에 대한 불확실성을 GCI(grid convergence index) 방법으로 확인하였다. 검증된 수치모델을 이용하여 병렬 배치된 조건의 두 선박에 대한 조류 하중을 예측하였다. 두 선박이 병렬 배치되었을 때 차폐효과가 발생하며, 두 선박의 흘수가 같은 조건에서 차폐효과가 상당히 감소하는 것을 확인하였다.

영어초록

Predicting the environmental loads acting on two vessels placed in side-by-side is an essential factor for conducting safe LNG bunkering operations. In this study, current loads on a LNG bunkering vessel were studied using Computational Fluid Dynamics (CFD). The current loads were predicted when the LNG bunkering vessel was arranged in parallel with the target vessel, and the results were compared with the current load prediction when they were placed alone. The numerical model and grid generation were based on CFD modeling practices and guides from the Reproducible Offshore CFD Joint Industry Project (JIP). To validate the numerical model and grid system, the current load coefficients of KVLCC were calculated and compared with the existing experimental and OCIMF data. The simulation results were in good agreement with the experimental and OCIMF data. To analyze the sensitivity of the grid discretization, the load coefficients in the Y and X directions were calculated for the inlet flow angles of 90° and 180°, respectively, and the uncertainty for the densest grid was determined by the grid convergence index (GCI) method. The validated numerical model was applied to predict the current loads on the two vessels in the side-by-side configuration. It was found that the shielding effect occurs when the two vessels are placed in side-by-side, and the shielding effect is significantly reduced when the two vessels have the same draft.

참고자료

· 없음