파랑·운항조건에서 선체운동과 부가저항을 예측하는 해석기술 연구

Numerical prediction techniques for ship motions and added resistance under waves and operating conditions

연구 내용

파랑 조건에서 선체 운동과 부가저항을 전산유체역학으로 예측하고, 예인수조 및 모델시험에 준하는 검증을 통해 저항·출력 추정 정확도를 높이는 연구

백광준 연구실은 파랑 중 선박과 해양구조물의 운동 응답과 하중을 해석하기 위해 CFD 기반 부가저항 모델링과 RAO(Response Amplitude Operator) 분석을 수행합니다. 정현·불규칙 파랑에서 heading angle, DOF 구성, 스펙트럴 방법과 직접 불규칙 파랑 계산을 비교하여 저항 증가 경향을 규명합니다. 또한 Froude-Reynolds 불일치를 줄이기 위한 virtual fluid 개념을 적용해 스케일 모델에서의 유체특성 차이를 검토하며, 부가저항과 동특성을 연계해 실제 운항 출력과 추진 마력 요구를 추정합니다. 예인수조 조건에 준하는 검증 체계를 함께 확보합니다.

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연구 흐름

초기에는 예인수조와 유사한 조건에서 운동과 하중을 비교하며 파랑 중 응답을 예측하는 수치 기법을 검증하는 연구를 수행했습니다. 이후 bulk carrier와 tanker 사례에서 부가저항을 DOF별로 분석하고, heading angle 및 파장비에 따른 RAO와 저항 증가 경향을 체계적으로 확인했습니다. 다음 단계로는 irregular waves에서 스펙트럴 중첩 방식과 직접 CFD 기반 계산을 비교하여 출력 추정에 영향을 주는 요인을 분해했습니다. 최근에는 virtual fluid를 통해 full-scale 저항 예측의 실현가능성을 검토하고, 실제 sea condition을 반영한 added resistance와 power 추정 연구로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

파랑 조건 기반 부가저항 예측
선체운동 RAO 기반 항해출력 추정
DOF 구성에 따른 수치결과 비교체계
irregular waves 저항 증가 경향분석
virtual fluid 기반 스케일업 전략
모델-실선 성능 격차 원인 규명
예인수조 검증 프로토콜 구축
부가저항-동특성 연계 해석 프레임
선박 및 해양구조물 운동하중 평가
스펙트럴 방법 vs 직접계산 비교분석