KR102393986B1 - Manufacturing method of dummy body to reproduce the stern flow of a model ship installed in a large cavitation tunnel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형 캐비테이션 터널 내 모형선의 선미판(Transom) 및 선미플랩에 체결되어 수중에서도 자유수면에서의 모형선 선미 유동을 재현함으로써, 소음 및 진동 발생을 방지하여 대형 캐비테이션 터널 내에서 이루어지는 각종 시험에 대한 정확한 시험 결과를 얻을 수 있도록 하는 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법 및 이를 통해 제작되는 더미 바디에 관한 것이다.The present invention is fastened to the stern plate (Transom) and stern flap of a model ship in a large cavitation tunnel to reproduce the flow of the model ship's stern in free water even under water, thereby preventing noise and vibration from occurring in various tests performed in a large cavitation tunnel. It relates to a method for manufacturing a dummy body for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel that allows accurate test results to be obtained, and a dummy body manufactured through the method.
Description
본 발명은 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 대형 캐비테이션 터널 내 모형선의 선미판(Transom) 및 선미플랩에 체결되어 수중에서도 자유수면에서의 모형선 선미 유동을 재현함으로써, 소음 및 진동 발생을 방지하여 대형 캐비테이션 터널 내에서 이루어지는 각종 시험에 대한 정확한 시험 결과를 얻을 수 있도록 하는 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a dummy body for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel. A dummy body manufacturing method for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel, which prevents noise and vibration from occurring by reproducing the stern flow of the model ship so that accurate test results can be obtained for various tests performed in the large cavitation tunnel will be.
일반적으로, 함정의 경우 선저에 프로펠러 및 각종 부가물이 설치되고 선미판(Transom)에 수직에 가까운 각도로 약간 경사진 상태로 제작된다. 이때, 선미판이 선저와 바로 연결되면서 자유수면을 갖는 실해역 및 예인수조에서 운항 및 예인시 선미판에는 물이 거의 올라오지 않는 dry transom 상태가 된다. 즉 선저에서 배출된 유동이 선저 모양을 따라서 하류 쪽으로 빠져나가는 유동 현상이 나타난다.In general, in the case of a ship, a propeller and various additives are installed at the bottom of the ship, and it is manufactured in a slightly inclined state at an angle close to vertical to the stern plate (Transom). At this time, as the stern plate is directly connected to the bottom of the ship, it is in a dry transom state in which almost no water rises to the stern plate during operation and towing in the real sea area and towing tank with free water surface. In other words, a flow phenomenon occurs in which the flow discharged from the bottom of the ship goes downstream along the shape of the bottom.
대형 캐비테이션 터널 시험부에 모형선 설치 시, 대형 캐비테이션 터널의 내측 상부의 벽면 설치 후 시험부에 물이 가득차게 된다. 실제 상황에서 나타나는 자유수면은 존재하지 않는다. 따라서, 상부 벽멱에 의하여 나타나는 경계층의 유동 영향을 최소화하여 프로펠러에 유입되는 반류유동의 차이를 최소화하기 위하여 모형선을 흘수면보다 50~70mm 하부로 내려서 설치를 하게 된다.When installing a model ship in the large cavitation tunnel test section, the test section is filled with water after installing the wall on the inner upper part of the large cavitation tunnel. There is no such thing as free sleep in the real world. Therefore, in order to minimize the flow effect of the boundary layer caused by the upper wall thickness and minimize the difference in the countercurrent flow flowing into the propeller, the model ship is lowered by 50~70mm below the draft surface to be installed.
선미 후류의 유동은 물이 가득 채워짐에 따라 자유수면에서 존재하는 Dry transom을 기대하기 어려우며, 오히려 경사진 계단 유동이 나타나게 된다. 경사진 계단유동에서는 유동 박리(separation) 및 회전유동(Circulation) 현상이 나타나는데, 실제 자유수면에서 나타나는 유동과 차이가 있어 함정 소음 및 진동 계측에 문제를 야기하게 된다.As the flow of the stern wake is filled with water, it is difficult to expect a dry transom existing in the free water surface, and rather an inclined step flow appears. In the inclined stair flow, flow separation and rotational flow occur, which is different from the flow that appears in the actual free water surface, which causes problems in the measurement of noise and vibration of ships.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대형 캐비테이션 터널 내 모형선의 선미판(Transom) 및 선미플랩에 체결되어 수중에서도 자유수면에서의 모형선 선미 유동을 재현함으로써, 소음 및 진동 발생을 방지하여 대형 캐비테이션 터널 내에서 이루어지는 각종 시험에 대한 정확한 시험 결과를 얻을 수 있도록 하는 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, and is fastened to the stern plate and stern flap of the model ship in the large cavitation tunnel to reproduce the flow of the model ship's stern in the free water surface even in the water, thereby preventing the occurrence of noise and vibration. The purpose of this study is to provide a dummy body manufacturing method for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel so that accurate test results can be obtained for various tests conducted in the large cavitation tunnel.
본 발명의 일 실시예에 따른 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법은 대형 캐비테이션 터널 내 상측 벽면에 설치된 모형선의 선미판(Transom) 및 상기 선미판에 설치된 선미플랩의 형상을 스캔 장치를 이용하여 스캔하는 단계 및 스캔된 상기 선미판의 각도 및 상기 선미플랩의 형상을 토대로, 상기 선미판 및 상기 선미플랩에 상응하는 더미 바디를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The method for manufacturing a dummy body for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel according to an embodiment of the present invention includes the stern plate (Transom) of the model ship installed on the upper wall in the large cavitation tunnel and the shape of the stern flap installed on the stern plate Based on the scanning using a scanning device and the scanned angle of the stern plate and the shape of the stern flap, it may include manufacturing a dummy body corresponding to the stern plate and the stern flap. .
일 실시예에서, 상기 스캔 장치를 이용하여 스캔하는 단계는 상기 선미판이 선저와 이루는 각도 및 상기 선미판으로부터 상기 선미플랩이 외측 방향으로 돌출된 돌출 부피를 스캔하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the step of scanning using the scanning device comprises: scanning the protrusion volume of the stern flap protruding outwardly from the angle and the stern plate formed with the ship bottom; can
일 실시예에서, 상기 더미 바디를 제작하는 단계는 유리섬유강화플라스틱(FRP)으로 더미 바디 몸체를 제작하되, 상기 선미플랩이 내측 방향으로 수용되도록 수용 공간을 형성하는 단계, 상기 더미 바디 몸체와 상기 선미판, 상기 선미플랩이 서로 접하는 접합 영역의 두께를 적어도 10t 이상으로 형성하는 단계, 상기 더미 바디 몸체와 상기 선미판, 상기 선미플랩이 서로 접하는 접합 영역에 상기 선미판 및 상기 선미플랩을 향하는 하나 이상의 볼트를 마련하는 단계 및 상기 더미 바디 몸체의 내측에 하나 이상의 지지대를 설치하고, 상기 하나 이상의 지지대를 유리섬유강화플라스틱으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the manufacturing of the dummy body includes manufacturing a dummy body body from glass fiber reinforced plastic (FRP), and forming an accommodation space so that the stern flap is accommodated in the inward direction, the dummy body body and the Forming a stern plate, the thickness of the junction region in which the stern flap is in contact with each other to be at least 10t or more, the dummy body body, the stern plate, and the stern flap facing each other in the junction region where the stern plate and the stern flap are in contact with each other It may be characterized in that it comprises the steps of providing one or more bolts, installing one or more supports inside the dummy body body, and coating the one or more supports with glass fiber reinforced plastic.
본 발명의 일 측면에 따르면, 대형 캐비테이션 터널 내 모형선의 선미판(Transom) 및 선미플랩에 체결되어 수중에서도 자유수면에서의 모형선 선미 유동을 재현함으로써, 소음 및 진동 발생을 방지하여 대형 캐비테이션 터널 내에서 이루어지는 각종 시험에 대한 정확한 시험 결과를 얻을 수 있도록 하는 이점을 가진다.According to one aspect of the present invention, it is fastened to the stern plate (Transom) and stern flap of the model ship in the large cavitation tunnel to reproduce the flow of the model ship stern in the free water surface even in the water, thereby preventing noise and vibration from occurring in the large cavitation tunnel. It has the advantage of being able to obtain accurate test results for various tests performed in
도 1은 대형 캐비테이션 터널 내 상측 벽면에 모형선이 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 더미 바디를 제작하는 단계를 일련의 순서대로 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 제작된 더미 바디(100)를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 모형선에 본 발명에 따라 제작된 더미 바디(100)가 설치된 상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a state in which a model ship is installed on an upper wall in a large cavitation tunnel.
2 is a view sequentially illustrating a method of manufacturing a dummy body for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating the steps of manufacturing the dummy body shown in FIG. 1 in more detail in a series order.
4 is a view showing a
5 is a view illustrating a state in which the
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.
도 1은 대형 캐비테이션 터널 내 상측 벽면에 모형선이 설치된 상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a state in which a model ship is installed on an upper wall in a large cavitation tunnel.
도 1을 살펴보면, 대형 캐비테이션 터널 내 상측 벽면에는 모형선이 설치된다. 이때, 대형 캐비테이션 터널 내에 물이 가득 차게 되면 자유수면이 존재하지 않게 된다. 이때 상측 벽면에 의해 나타나는 경계층의 유동 영향을 최소화하고 프로펠러에 유입되는 반류 유동의 차를 최소화하기 위하여 모형선을 흘수면보다 50mm~70mm 깊이로 하측으로 내려서 설치하게 된다.Referring to FIG. 1 , a model ship is installed on the upper wall of the large cavitation tunnel. At this time, if the large cavitation tunnel is filled with water, there is no free water surface. At this time, in order to minimize the flow effect of the boundary layer displayed by the upper wall and to minimize the difference in the countercurrent flow flowing into the propeller, the model ship is installed by lowering it to a depth of 50mm to 70mm below the draft surface.
이 경우, 선미 후류의 유동은 물이 가득 채워짐에 따라 자유수면에서 존재하는 모형선의 선미판(Transom)에 대한 dry transom이 존재하지 않으며, 오히려 경사진 계단 유동 현상이 나타나게 된다. 경사진 계단 유동에서는 유동 박리(separation) 및 회전 유동(circulation) 현상이 나타나게 되는데, 이러한 현상은 실제 자유수면의 모형선에서 나타나는 유동과 차이가 있기 때문에, 소음 및 진동 계측 문제가 발생하게 된다.In this case, as the flow of the stern wake is filled with water, there is no dry transom for the stern plate (transom) of the model ship existing in the free water surface, but rather the inclined step flow phenomenon appears. In the inclined stair flow, flow separation and rotational flow phenomena appear. Since these phenomena are different from the flow shown in the actual free-water model ship, noise and vibration measurement problems occur.
따라서, 본 발명에서는 이러한 소음 및 진동 계측 문제를 해결하기 위한 더미 바디(dummy body)를 제작하기 위한 방법과, 이에 따라 제조된 더미 바디를 살펴보기로 한다.Therefore, in the present invention, a method for manufacturing a dummy body to solve the noise and vibration measurement problem and a dummy body manufactured according to the method will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 더미 바디를 제작하는 단계를 일련의 순서대로 보다 구체적으로 도시한 도면이다.2 is a view showing a dummy body manufacturing method for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel in accordance with an embodiment of the present invention in a series sequence, and FIG. 3 is a step of manufacturing the dummy body shown in FIG. It is a diagram showing more specifically in a series order.
도 2 및 도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법은 먼저 대형 캐비테이션 터널 내 상측 벽면에 설치된 모형선의 선미판 및 선미판 하부에 설치된 선미플랩의 형상을 스캔 장치를 이용하여 스캔하는 단계(S101)로 시작된다.2 and 3, the method of manufacturing a dummy body for reproducing the stern flow of a model ship in a large cavitation tunnel according to the present invention is first of the stern plate installed on the upper wall of the large cavitation tunnel and the stern flap installed under the stern plate. It starts with the step (S101) of scanning the shape using a scanning device.
보다 구체적으로, 대형 캐비테이션 터널 내 상측 벽면에 설치된 모형선의 선미에 형성된 선미판은 선저와 수직에 가까운 각도를 형성하고 있고, 이러한 선미판 하부에는 모형선의 선미 양력을 발생시키는 선미플랩이 위치한다.More specifically, the stern plate formed on the stern of the model ship installed on the upper wall of the large cavitation tunnel forms an angle close to the vertical with the bottom of the ship, and the stern flap that generates the stern lift of the model ship is located under the stern plate.
따라서, 이러한 선미판의 각도, 선미플랩의 형상에 맞는 맞춤형 더미 바디를 제작하기 위하여, 우선 스캔 장치를 이용하여 선미판과 선저가 이루는 각도, 선미판으로부터 외부로 돌출된 선미플랩의 돌출 부피를 스캔하게 된다.Therefore, in order to manufacture a customized dummy body suitable for the angle of the stern plate and the shape of the stern flap, first, the angle between the stern plate and the ship bottom, and the protrusion volume of the stern flap protruding from the stern plate to the outside are scanned using a scanning device will do
더미 바디 제작을 위한 스캔이 완료된 후에는, 스캔된 선미판의 각도 및 선미플랩의 형상을 토대로 맞춤형 더미 바디를 제작하게 된다(S102). 이에 관해서는 도 3 및 도 2를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.After the scan for manufacturing the dummy body is completed, a custom dummy body is manufactured based on the scanned angle of the stern plate and the shape of the stern flap (S102). This will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 2 .
도 3은 도 1에 도시된 더미 바디를 제작하는 단계를 일련의 순서대로 보다 구체적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따라 제작된 더미 바디(100)를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing the steps of manufacturing the dummy body shown in FIG. 1 in more detail in a series order, and FIG. 4 is a view showing the
도 3 및 도 4를 함께 살펴보면, 먼저 유리섬유강화플라스틱(FRP)을 이용하여 더미 바디의 몸체를 제작하되, 선미판 하부에 위치한 선미플랩이 내측 방향으로 수용되도록 수용 공간을 형성한다. 이때, 더미 바디의 하부는 도 4와 같이 유선형의 형상을 가지고, 상부는 대형 캐비테이션 터널의 상측 내벽에 밀착되는 평평한 형상을 가진다. 또한 수용 공간은 선미플랩의 형상과 정확히 일치하는 형상을 가진다. 따라서, 선저에서 배출된 유동이 유선형의 더미 바디의 하측을 따라 하류 쪽으로 자연스럽게 빠져나가는 유동 현상을 나타낸다.3 and 4 together, the body of the dummy body is manufactured using glass fiber reinforced plastic (FRP) first, and an accommodation space is formed so that the stern flap located under the stern plate is accommodated in the inward direction. At this time, the lower part of the dummy body has a streamlined shape as shown in FIG. 4 , and the upper part has a flat shape that is closely adhered to the upper inner wall of the large cavitation tunnel. In addition, the receiving space has a shape that exactly matches the shape of the stern flap. Accordingly, it represents a flow phenomenon in which the flow discharged from the bottom of the ship naturally exits downstream along the lower side of the streamlined dummy body.
또한 더미 바디의 몸체와 선미판, 그리고 선미플랩이 서로 접하는 접합 영역의 유리섬유강화플라스틱의 두께를 적어도 10t 이상이 되도록 하여 강도를 높이게 된다. 또한 더미 바디의 몸체와 선미판, 선미플랩이 서로 접하는 접합 영역에는 선미판과 선미플랩을 향하는 하나 이상의 볼트(바람직하게는 8개 이상)를 마련하게 된다. 하나 이상의 볼트는 머리가 움직이지 않도록 유리섬유강화플라스틱을 이용하여 추가적으로 보강하고, 또한 더미 바디의 몸체 내측에는 높이 80mm 이상, 넓이 50mm 이상의 지지대를 설치하고, 다시 5mm 이상 두께로 유리섬유강화플라스틱으로 코팅하여 강도를 보강하게 된다. 이러한 하나 이상의 지지대는 더미 바디의 하류부 처짐을 방지하기 위함이다. 또한, 더미 바디의 테두리부(가장자리)의 두께도 적어도 5t 이상이 되도록 하여 강도를 높이게 된다.In addition, the thickness of the glass fiber-reinforced plastic in the junction area where the body of the dummy body, the stern plate, and the stern flap are in contact with each other is made to be at least 10t or more to increase the strength. In addition, one or more bolts (preferably 8 or more) facing the stern plate and the stern flap are provided in the junction area where the body of the dummy body, the stern plate, and the stern flap are in contact with each other. One or more bolts are additionally reinforced with glass fiber reinforced plastic to prevent the head from moving, and a support of 80 mm or more in height and 50 mm or more in width is installed inside the body of the dummy body, and coated with glass fiber reinforced plastic to a thickness of 5 mm or more This will enhance the strength. One or more of these supports is to prevent sagging of the downstream part of the dummy body. In addition, the thickness of the edge portion (edge) of the dummy body is also increased to be at least 5t or more, thereby increasing the strength.
도 5는 도 1에 도시된 모형선에 본 발명에 따라 제작된 더미 바디(100)가 설치된 상태를 도시한 도면이다.5 is a view illustrating a state in which the
도 5를 살펴보면, 대형 캐비테이션 터널의 상측 벽면에는 모형선이 설치되고, 모형선의 선미측 선미판에는 선미플랩이 설치됨을 알 수 있다. 또한, 선미플랩을 커버하는 유선형의 더미 바디가 완벽히 일치하도록 볼트를 통해 고정 설치됨을 알 수 있다. 따라서, 선저에서 배출된 유동이 유선형의 더미 바디의 하측을 따라 하류 쪽으로 자연스럽게 빠져나가는 유동 현상을 나타내게 된다.Referring to FIG. 5 , it can be seen that the model ship is installed on the upper wall of the large cavitation tunnel, and the stern flap is installed on the stern side stern plate of the model ship. In addition, it can be seen that the streamlined dummy body covering the stern flap is fixedly installed through the bolt so that it perfectly matches. Accordingly, the flow discharged from the bottom of the ship naturally exits downstream along the lower side of the streamlined dummy body.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.
100: 더미 바디100: dummy body
Claims (4)
유리섬유강화플라스틱(FRP)을 이용하여 더미 바디의 몸체를 제작하되, 선미판 하부에 위치한 선미플랩이 내측 방향으로 수용되도록 수용 공간을 형성하는 단계; 및
상기 더미 바디의 몸체와 선미판, 그리고 선미플랩이 서로 접하는 접합 영역의 유리섬유강화플라스틱의 두께를 적어도 10t 이상이 되도록 하여 강도를 높이게하고, 더미 바디의 몸체와 선미판, 선미플랩이 서로 접하는 접합 영역에는 선미판과 선미플랩을 향하는 8개의 볼트를 마련하는 단계;
상기 더미 바디의 하부는 유선형의 형상을 가지고, 상부는 대형 캐비테이션 터널의 상측 내벽에 밀착되는 평평한 형상을 가지고, 수용 공간은 선미플랩의 형상과 정확히 일치하는 형상을 가지도록 제작하고,
상기 하나 이상의 볼트는 머리가 움직이지 않도록 유리섬유강화플라스틱을 이용하여 추가적으로 보강하고, 더미 바디의 몸체 내측에는 높이 80mm 이상, 넓이 50mm 이상에 해당하며 서로 대향하는 형태로 나란히 배치되는 한 쌍의 지지대를 설치하고, 다시 5mm 이상 두께로 유리섬유강화플라스틱으로 코팅하여 강도를 보강하고, 더미 바디의 테두리부의 두께도 적어도 5t 이상이 되도록 하여 강도를 높이며,
상기 더미 바디 몸체의 내측은 상기 지지대를 제외한 나머지 영역이 비어있는 형태이며, 상기 지지대의 높이는 상기 더미 바디 몸체의 상측면 대비 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는, 대형 캐비테이션 터널에서 모형선의 선미 유동 재현을 위한 더미 바디 제작 방법.Scan the protrusion volume of the stern flap installed on the upper wall of the large cavitation tunnel and installed in the form of protruding from the lower part of the stern plate and the angle formed by the model ship's stern plate (Transom) formed at an angle perpendicular to the ship's bottom scanning using the device;
manufacturing the body of the dummy body using glass fiber reinforced plastic (FRP), forming an accommodation space so that the stern flap located under the stern plate is accommodated in the inward direction; and
The thickness of the glass fiber-reinforced plastic in the joint area where the body of the dummy body, the stern plate, and the stern flap are in contact with each other is at least 10t to increase the strength, and the body of the dummy body, the stern plate, and the stern flap are in contact with each other. providing eight bolts facing the stern plate and the stern flap in the region;
The lower part of the dummy body has a streamlined shape, the upper part has a flat shape that is in close contact with the upper inner wall of the large cavitation tunnel, and the receiving space is manufactured to have a shape that exactly matches the shape of the stern flap,
The one or more bolts are additionally reinforced with glass fiber reinforced plastic so that the head does not move, and a pair of supports corresponding to a height of 80 mm or more and a width of 50 mm or more on the inside of the body of the dummy body are arranged side by side in a form opposite to each other. After installation, the strength is reinforced by coating with glass fiber reinforced plastic to a thickness of 5 mm or more, and the thickness of the rim of the dummy body is also increased to at least 5t to increase the strength,
The inner side of the dummy body body has an empty shape except for the support, and the height of the support is formed lower than the upper side of the dummy body body. How to make a dummy body.
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