KR100974537B1 - 선박의 트랜섬 선미구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨테이너선 등의 저항성능을 개선하기 위한 선박의 트랜섬 선미구조에 관한 것으로, 종 방향 유동에 의해 발생되는 와류에 의한 조파저항 뿐만 아니라 횡 방향의 유동에 의해 발생되는 와류에 의한 조파저항을 동시에 효율적으로 감소시킬 수 있도록 하는 선박의 트랜섬 선미구조를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 선체의 종 방향 유동을 감소시킬 수 있도록 선미부는 두껍고 선수부로 갈수록 두께가 얇은 구조의 형상으로 되어 있는 한편, 선체의 횡 방향 유동을 감소시킬 수 있도록 선미의 중앙부는 두껍고 양측으로 갈수록 두께가 얇은 구조의 형상으로 되어 있는 V자형의 조파저항감소부재(20)를 설계흘수 부근의 트랜섬 선미(10) 저면 중앙에 설치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 컨테이너선 등의 트랜섬 선미(10) 부근에 3차원형상인 V자형 조파저항감소부재(20)를 부착함으로써, 선미의 종 방향 기울기 및 횡 방향 압력분포를 동시에 변화시켜 선미단에서 모아지는 흐름을 도 4A의 파형에서 도 4B의 파형으로 고르게 분산시키는 효과를 주게되며, 이에 따라 트랜섬 선미(10)에서 급격히 박리되면서 발생하는 와류유동 및 쇄파현상을 현저히 감소시킴으로써, 도 5에서 도시한 바와 같이 저속운항에서는 약 2%, 고속운항에서는 약 3% 정도의 유효마력을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

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Description

선박의 트랜섬 선미구조{The Transom stern structure of vessel}

본 발명은 컨테이너선 등의 저항성능을 개선하기 위한 선박의 트랜섬 선미구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랜섬(Transom) 끝단의 수평면에 V자형상의 조파저항감소부재를 설치하여 트랜섬 선미 밑단으로부터 흘러들어 오는 종 방향의 기울기를 개선함과 동시에 선미 끝단의 선체표면에서의 횡 방향 압력분포를 고르게 함으로써, 트랜섬 선미로부터 박리되는 3차원적 와류유동을 개선하고 쇄파현상을 완화하여 선박 운항시의 저항성능을 개선할 수 있도록 하는 선박의 트랜섬 선미구조(Transom stern structure of vessel)에 관한 것이다.

일반적으로, 컨테이너 운반선 등의 고속선박에서는 화물운송을 위해서 갑판 위에 보다 많은 공간을 확보하는 것과 횡 방향의 안정성 확보 등을 동시에 만족시키기 위하여 대부분 트랜섬 선미를 택하고 있으며, 트랜섬 선미의 끝단은 급격한 곡률을 갖고 있다.

이러한 트랜섬 선미의 갑작스러운 곡률의 변화로 회전 운동이 발생하게 되고 유동의 관점에서는 유동이 트랜섬 선미단을 감아 돌면서 떨어져 나가는 유동 박리(flow separation)가 발생한다.

이렇게 트랜섬 선미를 가진 컨테이너 운반선 등이 만재시로 운항되는 경우, 트랜섬 선미가 물에 잠기게 되고,이에 따라 발생하는 와류에 의해 상기와 같은 조파저항이 발생하게 되므로 이를 감소시키기 위한 여러 가지 수단이 요구되어 지고 있으나, 컨테이너 운반선 등과 같은 선박의 조파저항을 효율적으로 감소시키는 데에는 한계가 있고, 더욱이 종 방향 유동에 의해 발생되는 와류에 의한 조파저항 의 감소는 어느 정도 해결할 수 있었으나 횡 방향의 유동에 의해 발생되는 와류에 의한 조파저항을 효율적으로 감소시킬 수 있는 장치는 현실적으로 전무한 실정이다.

선박의 운항 중 선수로부터 선체를 따라 움직이는 유동은 선미부를 향해 갈수록 에너지를 잃게 되고 급격한 형상의 변화가 있는 선미부에서는 선체로부터 유동이 떨어지는 유동박리 현상이 나타난다. 이러한 유동박리 현상은 선박의 운항 중에 필연적으로 발생하는 유체역학적 현상이다.

유동박리 현상은 선체의 선미부에 위치하는 유동박리점의 후방으로 난류성 와류를 유발시키며, 이로 인하여 선박의 마찰 저항이 증가 될 뿐만 아니라 압력이 감소되어 형상 저항이 증가 된다.

유동박리 현상에 의한 저항의 증가는 선박의 추진 효율을 감소시키는 요인으로 작용된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 종 방향 유동에 의해 발 생되는 와류에 의한 조파저항 뿐만 아니라 횡 방향의 유동에 의해 발생되는 와류에 의한 조파저항을 동시에 효율적으로 감소시킬 수 있도록 함으로써, 트랜섬 선미로부터 박리되는 3차원적 와류유동을 개선하고 쇄파현상을 완화하여 선박 운항시의 저항성능을 개선할 수 있도록 하는 선박의 트랜섬 선미구조를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 선체의 종 방향 유동을 감소시킬 수 있도록 선미부는 두껍고 선수부로 갈수록 두께가 얇은 구조의 형상으로 되어 있는 한편, 선체의 횡 방향 유동을 감소시킬 수 있도록 선미의 중앙부는 두껍고 양측으로 갈수록 두께가 얇은 구조의 형상으로 되어 있는 V자형의 조파저항감소부재(20)를 설계흘수 부근의 트랜섬 선미(10) 저면 중앙에 설치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 트랜섬 선미구조를 제공함으로써 해결된다.

본 발명은 컨테이너선 등의 트랜섬 선미(10) 부근에 3차원 형상인 V자형 조파저항감소부재(20)를 부착함으로써, 선미의 종 방향 기울기 및 횡 방향 압력분포를 동시에 변화시켜 선미단에서 모아지는 흐름을 도 4A의 파형에서 도 4B의 파형 형상으로 고르게 분산시키는 효과를 주게되며, 이에 따라 트랜섬 선미(10)에서 급격히 박리되면서 발생하는 와류유동 및 쇄파현상을 현저히 감소시킴으로써, 도 5에서 그래프로 비교 도시한 바와 같이 저속운항에서는 약 2%, 고속운항에서는 약 3% 정도의 유효마력을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 트랜섬 선미(10) 구조를 입체적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조파저항감소부재(20)의 단면을 도시한 정면도이며,도 3은 본 발명에 따른 조파저항감소부재(20)의 단면을 도시한 측면도이다.

상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 조파저항감소부재(20)는 전체적으로 볼 때는 3차원 형상인 V자형으로 형성되어 있으며, 설계흘수 부근의 트랜섬 선미(10) 저면 중앙에 설치되어 있다.

상기 V자형의 조파저항감소부재(20)는 도 3의 측면도에 도시한 바와 같이 선체의 종 방향 유동을 감소시킬 수 있도록 선미부는 두껍고 선수부로 갈수록 두께가 얇은 구조의 형상으로 되어 있는 한편, 선체의 횡 방향 유동 또한 감소시킬 수 있도록 도 2의 정면도에 도시한 바와 같이 선미의 중앙부는 두껍고 양측 좌·우현으로 갈수록 두께가 얇은 구조의 형상으로 되어 있다.

상기와 같이 3차원 V자 형상을 가진 조파저항감소부재(20)는 도 1의 사시도에 도시한 바와 같이 트랜섬 선미(10)의 중앙 설계흘수 부근에 설치되어 선체의 종 방향 유동과 횡 방향 유동을 동시에 감소시킬 수 있도록 하게 된다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 선박의 트랜섬 선미구조에서는 컨테이너선 등의 트랜섬 선미(10) 부근에 3차원 형상인 V자형 조파저항감소부재(20)를 부 착함으로써, 선미의 종 방향 기울기 및 횡 방향 압력분포를 동시에 변화시켜 선미단에서 모아지는 흐름을 도 4A의 파형에서 도 4B의 파형으로 고르게 분산시키는 효과를 주게되고 또한, 이에 따라 트랜섬 선미(10)에서 급격히 박리되면서 발생하는 와류유동 및 쇄파현상을 현저히 감소시켜 도 5에서 그래프로 비교 도시한 바와 같이 잉여저항치(CR) 관점에서는 상대적으로 저속역인 Fn=0.23부근에서 운항시 약 6% 이상, 고속역인 Fn=0.25부근에서는 약 8% 이상 개선되었으며, 유효마력 관점에서는 상대적으로 저속역인 Fn=0.23부근에서 운항시 약 2%, 고속역인 Fn=0.25부근에서는 약 3% 개선하는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 트랜섬 선미구조를 입체적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 선박의 트랜섬 선미구조에 있어서 조파저항감소부재의 단면을 도시한 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 선박의 트랜섬 선미구조에 있어서 조파저항감소부재의 단면을 도시한 측면도.

도 4A는 종래의 일반적인 트랜섬에서 형성되는 선미파의 사진.

도 4B는 본 발명에 따른 트랜섬에서 형성되는 선미파의 사진.

도 5는 본 발명에 따른 유효마력의 개선율을 선박의 고속운항과 저속운항할 때를 비교하여 그래프로 도시한 도면.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 트랜섬 선미 20 : 조파저항감소부재

Claims (3)

1. 트랜섬 선미구조를 갖는 선박의 트랜선 선미(10)중 설계흘수 부근의 저면 중앙에 3차원 V자형의 조파저항감소부재(20)를 설치하고, 상기 조파저항감소부재(20)는 선체의 길이방향을 기준으로 선미부는 두껍고 선수부로 갈수록 두께가 얇은 구조로 형성되어 선체의 종방향유동을 감소시키고, 선체의 폭방향을 기준으로 선미의 중앙부는 두껍고 양측 좌·우현으로 갈수록 두께가 얇은 구조로 형성되어 선체의 횡방향유동을 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 트랜섬 선미구조.
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