KR20110136946A - The vessel having a protuberance on side shell below water line - Google Patents

The vessel having a protuberance on side shell below water line Download PDF

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KR1020100056877A
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이동대
이병록
신현준
정석호
권중일
이낙훈
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현대중공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: The vortex generator is established concentratedly in player and hull side of the vessel. The whole frictional resistance is reduced, stall can be prevented and the whole continued ratio can be improved. CONSTITUTION: A vessel having a protuberance on side shell below water line comprises the following steps. It locates at the lower part of the water plane of the outer panel surface of hull. A plurality of vortex generators(30) is established continually in the bow(10) and a hull side(20). It is composed so that the separation point in which the water stream is deviated of the vessel outer panel carried to abaft.

Description

소용돌이 발생기가 부착된 선박{The vessel having a protuberance on side shell below water line}The vessel having a protuberance on side shell below water line}

본 발명은 소용돌이 발생기가 부착된 선박에 관한 것으로, 선박의 수선 하부 외판에 다수개의 소용돌이 발생기를 부착하여, 선박 저항을 감소시키는 소용돌이 발생기가 부착된 선박에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ship with a vortex generator, and more particularly, to a ship with a vortex generator for attaching a plurality of vortex generators to a ship's lower outer shell to reduce vessel resistance.

현대에는 항공기 등의 운송수단의 발달로 화물이 전 세계 곳곳으로 신속하게 운송되고 있다. 그러나 석유, 천연가스, 자동차, 컨테이너 등과 같이 화물의 부피가 매우 크거나, 화물의 무게가 매우 무거운 경우, 항공기로는 운송할 수 없기 때문에, 다소 느리지만 선박을 이용하는 것이 일반적이다.In modern times, cargo is being transported to various parts of the world due to the development of transportation such as aircraft. However, if the bulk of the cargo, such as petroleum, natural gas, automobiles, containers, etc., or the bulk of the cargo is very heavy, it is a little slow, but it is common to use a ship because it can not be transported by aircraft.

이처럼 선박을 이용하여 화물을 운반하는 경우, 많은 양의 화물을 일회적으로 운반하기엔 용이하지만, 선박 고유의 특징인 느린 속력으로 인하여 신속한 운송을 하기엔 많은 불편이 따랐던 것이 사실이다.In the case of using the ship to transport the cargo, it is easy to carry a large amount of cargo once, but due to the slow speed, which is inherent in the ship, it is a fact that a lot of inconveniences were required for rapid transportation.

최근, 이러한 선박 운송의 불편을 어느 정도 해결하기 위해 전 세계의 조선소에서는 대형 선박 및 고속 선박의 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 선박의 추진기 효율을 향상시키기 위한 해결 과제와, 고유가 시대에 당면한 연료 절감 문제 해결 과제를 비롯하여, 선주 등 고객 만족 실현을 위한 선박 속도 향상 및 추진기 유기 기진력 저감 문제를 해결하기 위한 각종 연구가 끊임없이 진행되고 있다. In recent years, shipyards around the world are spurring the development of large vessels and high-speed vessels in order to solve some of the inconveniences of shipping. In particular, various researches have been made to solve the problems of improving the propeller efficiency of ships, solving the problems of fuel savings faced in the era of high oil prices, and improving ship speed and reducing the propulsion of organic propulsion for the realization of customer satisfaction such as ship owners. It's going on.

이러한 노력의 일환으로, 선박에 추진기 유기 기진력 감소 및 연료 절감의 효과를 제공할 수 있는 선박용 핀(Fin)에 대한 개념이 등장하였다.
As part of this effort, the concept of ship fins has emerged that can provide the ship with the effect of reducing propulsion organic vibration and fuel savings.

본 발명은 선박의 선수, 선체측면에 소용돌이 발생기를 집중배치하여, 마찰저항을 감소시킴으로써, 실속을 방지하고, 전체연비를 개선시킬 수 있는 소용돌이 발생기가 부착된 선박을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a ship with a swirl generator capable of concentrating the swirl generator on the bow and hull sides of the ship to reduce frictional resistance, thereby preventing stalling and improving overall fuel economy.

본 발명의 또다른 목적은 물의 흐름이 선체 표면에 붙어 흐르도록 하여 박리점이 선미쪽으로 이동되도록 한 소용돌이 발생기가 부착된 선박을 제공하는 것이다.
It is a further object of the present invention to provide a vessel with a vortex generator in which a flow of water adheres to the hull surface, such that the peeling point is moved toward the stern.

본 발명은 선체 표면의 수선면 하부에 위치하도록 선체의 선수 및 선체측면에 다수개의 소용돌이 발생기를 설치하여, 물 흐름이 이탈되는 박리점이 선미쪽으로 이동되도록 되어 있다.
According to the present invention, a plurality of vortex generators are installed on the bow and the hull side of the hull so as to be located below the water surface of the hull surface, and the peeling point at which the water flow is separated is moved to the stern.

이와 같이 본 발명은 혹등고래의 주둥이에 부착된 돌기와 같은 기능을 구비하도록 선체 표면의 선수 및 측면에 다수개의 소용돌이 발생기를 집중배치하여, 마찰저항을 감소시키고, 전체 연비를 개선시킬 수 있다. As such, the present invention can concentrate a plurality of vortex generators on the bow and sides of the hull surface to have functions such as protrusions attached to the muzzles of humpback whales, thereby reducing frictional resistance and improving overall fuel economy.

또한, 본 발명은 소용돌기 발생기의 부착에 의해 선체를 따라 흐르는 물의 흐름을 깨뜨리고, 물의 흐름이 선체 표면에 달라붙는 소형 소용돌이를 생성하여, 양력을 증가시키고, 물 흐름의 이탈을 방지하여 실속을 방지하는 효과가 있다.
In addition, the present invention breaks the flow of water flowing along the hull by the attachment of the vortex generator, and generates a small vortex in which the flow of water sticks to the hull surface, increasing the lift force, and prevent the escape of the water flow to prevent stall It is effective.

도 1 은 본 발명에 따른 소용돌이 발생기의 설치 상태를 보인 예시도
도 2 는 본 발명 소용돌이 발생기에 의한 물흐름을 보인 예시도
도 3 은 소용돌이 발생기가 설치되지 않은 선박의 물흐름을 보인 예시도1 is an exemplary view showing an installation state of the vortex generator according to the present invention
Figure 2 is an exemplary view showing the water flow by the present invention vortex generator
3 is an exemplary view showing the water flow of the vessel is not installed whirlpool generator

혹등고래는 지느러미 앞에 튀어나와 있는 혹(돌기)들을 구비하고 있으며, 이러한 혹(돌기)들은 유체의 흐름을 깨뜨려 홈이 있는 돌기들 사이의 계곡안으로 유체가 밀려들어가게 하는 기능을 구비한다. 이것은 유체의 흐름이 지느러미의 윗쪽 표면에 달라붙도록 하는 소용돌이(Vorices eddies)를 생성하여 양력을 증가시키고 실속에 저항하도록 하는 기능을 구비한다. Humpback whales have humps protruding in front of their fins, and these humps have the ability to break the flow of fluid and push the fluid into the valleys between the grooved projections. It has the function of creating vortices eddies that allow fluid flow to cling to the upper surface of the fin, increasing lift and resisting stall.

상기와 같은 혹등고래는 수면에 가깝게 유영을 하며, 시속 7∼8㎞로 장시간 유영이 가능하고 최고속도는 시속 27㎞에 달한다. 체장 15ｍ의 고래가 시속 8㎞로 유영한다는 것은 초대형 원유운반선의 시속 17knot 에 상응하는 프루드 수(Froude number)를 가지게 된다. Such humpback whales swim close to the surface of the water and can swim for a long time at 7-8 km / h, with a maximum speed of 27 km / h. A whale of 15 meters in length swimming at 8 km / h will have a Froude number that corresponds to 17 knots per hour on a super crude oil carrier.

본 발명은 상기와 같은 혹등고래의 주둥이에 부착된 돌기를 선박에 적용하여 선박저항을 감소시킨 것으로, 도 1 은 본 발명에 따른 소용돌이 발생기의 설치 상태를 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명 소용돌이 발생기에 의한 물흐름을 보인 예시도를 도시한 것이다.The present invention is to reduce the ship resistance by applying the protrusion attached to the snout of the humpback whale as described above, Figure 1 is an illustration showing the installation state of the vortex generator according to the present invention, Figure 2 is the present invention whirlpool An illustration showing the water flow by the generator is shown.

본 발명은 선체 외판 표면의 수선면 하부에 위치하도록 선체의 선수(10) 및 선체측면(20)에 다수개의 소용돌이 발생기(30)를 집중 설치하여, 물 흐름이 선박외판(40)으로부터 이탈되는 박리점(50)이 선미방향(B)으로 이동되도록 되어 있다. The present invention concentrates and installs a plurality of vortex generators 30 on the bow 10 and the hull side 20 of the hull such that the water flow is separated from the ship shell 40 so as to be located below the water surface of the hull shell surface. The point 50 is made to move in the stern direction B. As shown to FIG.

즉, 본 발명은 선박의 속도와 선형에 따라 유체와 직접적으로 부딪히는 선수(10)부분과, 선체 측면의 앞어깨부분(21,선수부에서 선박측면으로 이어지는 부분) 또는 선체 측면의 뒤어깨 부분(22,선박측면에서 선미부로 이어지는 부분)에 다수개의 소용돌이 발생기(30)를 복수열로 집중설치한다. That is, according to the present invention, the bow 10 directly hits the fluid according to the speed and the linearity of the ship, and the front shoulder part 21 of the hull side (part leading from the bow to the ship side) or the back shoulder part 22 of the hull side. In the ship side, the portion leading to the stern portion) is provided with a plurality of vortex generators 30 concentrated in a plurality of rows.

상기와 같이 설치되는 소용돌이 발생기(30)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 선체외판으로부터 소정높이를 구비하도록 돌출되어 선체외판에 일체로 설치되어 있으며, 이와 같이 설치되는 소용돌이 발생기(30)는 물흐름(80)에 의한 저항이 발생되나, 난류유동이 촉진되어 물흐름(80)이 선체외판(40) 표면에 붙어서 흐르게 되고, 이로 인해 박리점(50)이 선미방향(B)으로 이동되어 전체 저항이 감소하게 된다. 즉, 본 발명은 소용돌이 발생기(30)의 후부로 물이 밀려들어가게 되어 전체적으로 선체외판(40)을 따라 이동되는 물흐름이 이루어지게 된다. As shown in FIG. 2, the vortex generator 30 installed as described above protrudes from the hull shell plate to have a predetermined height and is integrally installed on the shell plate. The vortex generator 30 installed as described above is water flow. Resistance by 80 is generated, but turbulent flow is promoted so that the water flow 80 adheres to the surface of the hull shell 40, thereby causing the peeling point 50 to move in the stern direction (B), thereby increasing the overall resistance. This decreases. That is, in the present invention, water is pushed into the rear portion of the vortex generator 30, and the water flows along the hull shell plate 40 as a whole.

이와 같이, 본 발명에 따른 소용돌이 발생기(30)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 선박의 고속운전시 유체의 흐름을 이탈시킬 수 있을 정도의 큰 소용돌이(60)의 발생이 없으며, 도 2 에 도시된 바와 같이, 소용돌이 발생기(30) 후부에 작은 크기의 소용돌이(70)만이 발생되어 선체외판(40)을 따라 물흐름이 이루어지게 된다.
As such, as shown in FIG. 3, the vortex generator 30 according to the present invention does not generate a vortex 60 large enough to escape the flow of fluid during the high speed operation of the ship, and is illustrated in FIG. 2. As shown, only a small size of the vortex 70 is generated at the rear of the vortex generator 30, the water flows along the hull shell plate 40.

본 발명의 소용돌이 발생기(30)는 선박의 속도와 선형에 따라 선체 외판 표면의 수선면 하부에 위치하도록 선체의 선수 및 선체측면에 다수개의 소용돌이 발생기를 집중 설치하며, 이와 같은 소용돌이 발생기의 설치위치, 설치각도 및 소용돌이 발생기의 크기(돌출정도, 면적 등등)는 CFD해석과 모형시험을 통하여 최적화함으로써 이루어지게 된다.
The vortex generator 30 of the present invention concentrates and installs a plurality of vortex generators on the bow and the hull side of the hull so as to be located under the water surface of the hull shell surface according to the speed and the linearity of the ship, and the installation position of such a vortex generator, The angle of installation and the size of the vortex generator (projection extent, area, etc.) are achieved by optimizing through CFD analysis and model test.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

(10) : 선수 (20) : 선체측면
(21) : 앞어깨부분 (22) : 뒷어깨부분
(30) : 소용돌이 발생기 (40) : 선박외판
(50) : 박리점 (60) : 큰 소용돌이
(70) : 작은 소용돌이 (80) : 물흐름(10): bow (20): hull side
(21): front shoulder part (22): back shoulder part
30: vortex generator 40: ship shell
50: peeling point 60: large vortex
70: Small Whirlpool 80: Water Flow

Claims (2)

선체 표면의 수선면 하부에 위치하도록 다수개의 소용돌이 발생기를 설치하여, 물 흐름이 선체 표면으로부터 이탈되는 박리점이 선미쪽으로 이동되어 선체저항을 감소시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 소용돌이 발생기가 부착된 선박.
A ship equipped with a vortex generator, wherein a plurality of vortex generators are provided to be positioned below the water surface of the hull surface, and the peeling point at which the water flow is separated from the hull surface is moved to the stern to reduce the hull resistance.
청구항 1 에 있어서;
상기 소용돌이 발생기는 선체의 선수, 선체측면의 앞어깨부분 및 선체측면의 뒷어깨부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 소용돌이 발생기가 부착된 선박.The method of claim 1,
Said vortex generator is a ship with a vortex generator, characterized in that installed on the bow of the hull, the front shoulder portion of the hull side and the rear shoulder portion of the hull side.
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