KR20150062238A - 파랑중부가저항 계측 장치 - Google Patents

파랑중부가저항 계측 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150062238A
KR20150062238A KR1020130146466A KR20130146466A KR20150062238A KR 20150062238 A KR20150062238 A KR 20150062238A KR 1020130146466 A KR1020130146466 A KR 1020130146466A KR 20130146466 A KR20130146466 A KR 20130146466A KR 20150062238 A KR20150062238 A KR 20150062238A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spring
wave
connecting rod
moving part
model line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020130146466A
Other languages
English (en)
Inventor
황승현
임근태
안해성
이영연
김철희
김명수
유윤규
이창용
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양과학기술원 filed Critical 한국해양과학기술원
Priority to KR1020130146466A priority Critical patent/KR20150062238A/ko
Priority to PCT/KR2014/010900 priority patent/WO2015080408A1/ko
Publication of KR20150062238A publication Critical patent/KR20150062238A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B71/00—Designing vessels; Predicting their performance
    • B63B71/20—Designing vessels; Predicting their performance using towing tanks or model basins for designing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

본 발명은 파랑 중 선박의 성능을 모형시험을 통해 평가함에 있어서 파랑중전체저항에서 1차파력의 성분을 감소시켜 적절한 용량의 동력계로 파랑중전체저항을 계측할 수 있도록 함으로써 결과적으로 파랑중부가저항 계측의 정도를 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 예인전차에 위치하며 모형선과 연결봉으로 연결되어 상기 모형선의 전후동요에 따라 전후로 이동하는 이동부; 상기 이동부에 설치되어 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속하는 구속부 및; 상기 연결봉에 설치되어 상기 모형선에 작용하는 파랑중전체저항을 계측하는 동력계;를 포함하는, 파랑중부가저항 계측 장치를 제공한다.

Description

파랑중부가저항 계측 장치{apparatus for measuring added resistance in waves}
본 발명은 파랑중부가저항 계측 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 파랑중전체저항에서 1차파력의 성분을 감소시켜 적절한 용량의 동력계로 파랑중전체저항을 계측할 수 있도록 함으로써 결과적으로 파랑중부가저항 계측의 정도를 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
최근 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서는 선박이 배출하는 온실가스를 규제하기 위해 2013년도부터 새롭게 건조되는 선박에 대해 에너지효율설계지수(Energy Efficiency Design Index, EEDI)를 도입하였다. 이와 같이 선박의 에너지 효율을 증가시키기 위한 관심이 증대됨에 따라 정수 중이 아닌 파랑 중에서도 선박의 에너지 효율을 정량화하고 평가하는 기술이 요구되고 있다.
선박이 선수 규칙파 상황에서 전진할 때 선체에 순간적으로 작용하는 힘은 도 1에서의 빨간색 점선과 같으며 이 값을 '파랑중전체저항(E)'이라고 부르기로 한다. 정수 중과는 달리, 파랑중전체저항(E)은 파와의 만남주기(wave encounter period)를 갖는 단순조화(simple harmonic) 형태의 성분인 1차파력(D)을 포함한다. 한편 파랑중전체저항의시간평균값(C)은 정수중저항(A)에 비해 증가하며, 이처럼 증가한 값을 파랑중부가저항(B)이라고 부른다. 이를 도식적으로 표현하면, E=A+B+D, C=A+B가 된다.
한편, 파랑 중 선박의 성능을 모형시험을 통해 평가하기 위해서는 파랑 중에서 파랑중전체저항의시간평균값(C)을 계측하고 미리 계측한 정수중저항(A)을 빼내어 파랑중부가저항(B)을 얻어내야 한다. 파랑중부가저항(B)은 보통 정수중저항(A)에 비해 차수(order)가 하나 낮기 때문에 정확하게 계측하기가 상당히 까다로운 물리량이다.
파랑중부가저항(B)을 얻기 위해 파랑 중 모형시험에서 최종 계측의 대상이 되는 물리량은 파랑중전체저항의시간평균값(C)이지만 파랑중전체저항의시간평균값(C)을 구하기 위해서는 불가피하게 파랑중전체저항(E)을 계측해야만 한다. 하지만 파랑중전체저항(E)에는 1차파력(D)이 포함되어 있고 그 크기가 파랑중전체저항의시간평균값(C)에 비해 매우 커서, 계측에 사용되는 동력계의 계측범위가 초과되어 장치에 무리를 주거나 또는 사용하는 동력계의 용량이 과도하게 선정될 수 있다. 동력계의 선형성(linearity) 등과 같은 제원은 보통 동력계의 전체 용량으로 정의되므로 과도한 용량의 동력계 사용은 계측의 정확도를 떨어뜨릴 수 있다.
모형선 시험장치(특허출원 제10-2010-0094517호)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 파랑중전체저항에서 1차파력의 성분을 감소시켜 적절한 용량의 동력계로 파랑중전체저항을 계측할 수 있도록 함으로써 결과적으로 파랑중부가저항 계측의 정도를 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 예인전차에 위치하며 모형선과 연결봉으로 연결되어 상기 모형선의 전후동요에 따라 전후로 이동하는 이동부; 상기 이동부에 설치되어 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속하는 구속부 및; 상기 연결봉에 설치되어 상기 모형선에 작용하는 파랑중전체저항을 계측하는 동력계;를 포함하는, 파랑중부가저항 계측 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 이동부는 이동바퀴를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 구속부는 상기 예인전차와 상기 이동부의 전단 사이에 설치되는 제1스프링과 상기 예인전차와 상기 이동부의 후단 사이에 설치되는 제2스프링이 연동하는 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1스프링과 상기 제2스프링은 스프링상수의 크기가 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1스프링과 상기 제2스프링은 스프링상수의 크기에 따라 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속하는 정도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 모형선은 상기 모형선의 종동요를 자유롭게 허용하는 종동요회전축을 구비하는바, 상기 연결봉은 상기 모형선과 상기 종동요회전축으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 이동부는 상기 모형선의 상하동요에 따른 상기 연결봉의 상하동요를 자유롭게 허용하는 상하동요허용부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 상하동요허용부는 상기 이동부에 형성되는 관통구의 형태를 갖는바, 상기 연결봉은 상기 관통구에 삽입되는 형태로 상기 이동부와 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 연결봉에 연결되어 자중에 의해 상기 연결봉을 전방으로 잡아당김으로써 상기 이동부의 전후동요 평형점이 후방으로 밀리는 양을 보상해 주는 평형보정추;를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 구속부는 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속함으로써 상기 동력계에서 계측되는 1차파력의 양을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 파랑 중 선박의 성능을 모형시험을 통해 평가함에 있어서 적절한 용량의 동력계로 파랑중전체저항을 계측할 수 있으므로 결과적으로 파랑중부가저항 계측의 정도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 파랑중부가저항에 대한 도식적인 설명(규칙파 상황).
도 2는 본 발명에 따른 파랑중부가저항 계측 장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 모형선, 이동부, 스프링으로 구성된 진동계.
도 4는 본 발명의 실제 제작 예.
도 5는 본 발명을 이용한 파랑중부가저항 계측 모형시험 모습.
도 6은 본 발명의 효과를 보여주는 그래프.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 파랑중부가저항 계측 장치의 개념도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실제 제작 예를 보여준다. 그리고 도 5는 본 발명을 이용한 파랑중부가저항 계측 모형시험 모습을 보여준다. 도 5에서 본 발명은 흰색 실선으로 표기하였다.
본 발명은 파랑중전체저항(E)에서 1차파력(D)의 성분을 감소시켜 적절한 용량의 동력계(30)로 파랑중전체저항(E)을 계측할 수 있도록 함으로써 결과적으로 파랑중부가저항(B) 계측의 정도를 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동부(10), 구속부, 동력계(30)를 포함하여 이루어진다(도 2).
이동부(10)는 예인전차(70) 상에 위치한다. 이동부(10)는 예인전차(70) 아래의 모형선(60)과 연결봉(40)으로 연결되어 있으므로 모형시험 중 모형선(60)의 전후동요에 따라 예인전차(70) 상에서 전후로 이동하게 된다. 이 때 이동부(10)는 이동바퀴(11)를 구비함으로써 모형선(60)의 전후동요가 이동부(10)의 이동(전후동요)에 가감없이 반영될 수 있도록 한다.
동력계(30)는 연결봉(40)에 설치되어 모형선(60)에 작용하는 파랑중전체저항(E)을 계측한다.
한편, 이동부(10)에는 이동부(10)의 이동을 부분적으로 구속하는 구속부를 설치한다. 이처럼 이동부(10)의 이동을 부분적으로 구속하는 이유는 동력계(30)에서 계측되는 1차파력(D)의 양을 감소시키기 위함이다. 여기서, '부분적으로 구속한다' 함은 이동부(10)가 전혀 이동을 하지 못하도록 완전히 구속하는 것이 아니라 어느 정도까지의 이동은 가능할 수 있도록 여지를 두고 이동부(10)를 구속함을 의미한다.
만약 이동부(10)를 완전히 구속한다면 이동부(10)와 연결된 모형선(60)이 파랑중 전혀 전후동요를 하지 않게 되며 그 결과 동력계(30)는 1차파력(D)의 양이 전혀 감소되지 않은 완전한 값의 파랑중전체저항(E)을 계측하게 된다. 즉, 동력계(30)는 모형선(60)에 작용하는 파랑중전체저항(E)을 그대로 전부 계측하게 되는 것이다. 하지만 이래서는 본 발명의 목적을 달성할 수가 없다. 만약 이와는 반대로 이동부(10)를 전혀 구속하지 않는다면 모형선(60)이 파랑에 따라 자유롭게 움직이는 결과가 되며 그 결과 동력계(30)는 파랑중전체저항(E)과 관련한 어떠한 값도 계측하지 않게 된다. 이 또한 파랑중전체저항(E)을 계측해야 하는 본 발명의 본질적 목적에 반하는 것이다.
이러한 구속부의 바람직한 형태는 도 2에서 보는 것과 같이 예인전차(70)와 이동부(10)의 전단 사이에 설치되는 제1스프링(21)과 예인전차(70)와 이동부(10)의 후단 사이에 설치되는 제2스프링(22)이 연동하는 것이다. 이 경우 제1스프링(21)과 제2스프링(22)은 이동부(10)가 전방 또는 후방으로 이동(전후동요)함에 따라 복원력이 쌍으로 발생한다. 여기서, '복원력이 쌍으로 발생한다' 함은 이동부(10)가 전방 또는 후방으로 이동함에 따라 제1스프링(21)에서 압축력이 발생하였다면 제2스프링(22)에서는 인장력이 발생(그 반대의 경우도 물론 발생함)하며 이러한 현상이 교차적으로 반복됨을 의미한다. 물론 이 경우 압축력과 인장력은 방향은 서로 반대이지만 그 크기는 서로 같다. 한편, 제1스프링(21)과 제2스프링(22)은 스프링상수의 크기가 서로 동일하며, 스프링상수의 크기에 따라 이동부(10)의 이동을 부분적으로 구속하는 정도를 적절히 조절한다.
한편, 이동부(10)의 전후동요가 부분적으로 구속되는 것과는 별개로, 모형선(60)의 파랑 중 종동요(pitch)와 상하동요(heave)는 자유롭게 허용되어야 한다.
이를 위하여 본 발명은 모형선(60)의 종동요를 자유롭게 허용하는 종동요회전축(61)을 모형선(60)에 설치하였는바, 연결봉(40)은 도 2에서 보는 것과 같이 모형선(60)과 종동요회전축(61)으로 연결된다. 따라서 모형선(60)은 연결봉(40)에 연결된 상태에서 파랑 중 종동요회전축(61)을 중심으로 회전하면서 자유롭게 종동요를 하게 된다.
또한 본 발명은 모형선(60)의 상하동요에 따른 연결봉(40)의 상하동요를 자유롭게 허용하는 상하동요허용부를 이동부(10)에 구비하였는바, 상하동요허용부는 예를 들면 이동부(10)에 관통구(미도시)의 형태로 형성될 수 있으며, 이 때 연결봉(40)은 상기 관통구에 삽입되는 형태로 이동부(10)와 결합한다. 물론 이 경우 관통구의 직경은 연결봉(40)의 단면부 직경보다 크다. 따라서 연결봉(40)은 관통구를 통하여 상하동요를 할 수 있으며 이에 따라 모형선(60)은 연결봉(40)에 연결된 상태에서 파랑 중 자유롭게 상하동요를 하게 된다.
한편, 본 발명은 평형보정추(50)를 더 포함한다. 평형보정추(50)는 끈(51)과 도르래(52) 등으로 연결봉(40)에 연결되어 자중에 의해 연결봉(40)을 전방으로 잡아당김으로써 이동부(10)의 전후동요 평형점이 후방으로 밀리는 양을 보상해 주는 역할을 한다. 도 2에서, 모형선(60)이 선수 규칙파 상황에서 전진하다 보면 모형선(60)이 파랑에 밀려 이에 따라 이동부(10)의 전후동요 평형점이 후방으로 밀리는 현상이 나타나는데, 이 경우 미리 예상되는 파랑중전체저항의시간평균값(C)과 유사한 크기의 무게를 갖는 평형보정추(50)를 설치하면 이동부(10)의 전후동요 평형점을 원하는 위치로 유지시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따라 동력계(30)에 전달(동력계(30)에서 계측)되는 1차파력(D)이 감소하는 원리에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에서, 동력계(30)에 전달되는 1차파력(D)이 감소하는 원리는 제1스프링(21)과 제2스프링(22)의 스프링상수가 매우 작을 때를 생각하면 쉽게 알 수 있다. 스프링상수가 0에 가까운 작은 값을 가질 때, 모형선(60)은 힘의 평형점이 파랑중전체저항의시간평균값(C)을 제1스프링(21)과 제2스프링(22)의 스프링상수의 합으로 나눈 양만큼 예인방향의 반대로 밀리고 전후방향으로는 구속되지 않은 것처럼 만남주기로 흔들리므로 1차파력(D)은 동력계(30)에서 계측되지 않는다.
반면 스프링상수가 매우 커지는 경우를 고려하면, 이동부(10)가 완전히 구속되어 모형선(60)에 작용하는 1차파력(D)이 동력계(30)에 모두 전달된다. 만약 모형선(60), 이동부(10), 제1스프링(21) 및 제2스프링(22)을 도 3과 같은 진동계(vibration system)로 고려하면, 이 진동계의 고유주기가 만남주기와 비슷할 때 모형선(60)에 작용하는 1차파력(D)이 증폭되어 동력계(30)에 전달된다. 도 3에서 제1스프링(21)과 제2스프링(22)의 스프링상수의 합은 k, 모형선(60)의 질량은 m, 전후동요의 양(이동부(10)의 이동거리)은 x로 나타내었다.
상기 내용을 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 2와 같이 모형선(60)이 선수 규칙파 상황에서 전진하는 경우 모형선(60)에 작용하는 외력을 고려하면 모형선(60)의 전후동요 운동방정식은 아래 [식 1]과 같이 세울 수 있다.
Figure pat00014
여기서, FMEAS는 동력계(30)로부터 전달되는 힘, FCALM은 정수 중 저항, FWAVE는 파력을 나타낸다. 그리고 m은 모형선(60)의 질량, x는 전후동요의 양(이동부(10)의 이동거리)을 나타낸다. 이 때 이동부(10), 동력계(30), 연결봉(40) 등의 질량은 모형선(60)의 질량에 비해 매우 작으므로 무시하였다. 이 때, 파력(FWAVE)은 선체 운동에 의한 파방사력(FRAD)과 파강제력(FWE) 그리고 시간에 무관하게 작용하는 파랑 중 저항 증가량(FAW)으로 모델링 할 수 있다. 도 1의 정수중저항(A)은 [식 1]의 정수 중 저항(FCALM), 파랑중부가저항(B)은 파랑 중 저항 증가량(FAW), 1차파력(D)은 파방사력(FRAD)과 파강제력(FWE)의 합을 뜻한다. 또한 선체 운동에 의한 파방사력(FRAD)은 선체 운동이 정상상태가 되었다는 가정 하에 전후동요방향 부가질량(mX)과 감쇠계수(c)를 이용하여 표현할 수 있으며, 파강제력(FWE)은 FOsinωet 으로 표현할 수 있다. 여기서 FO 는 파강제력(FWE)의 진폭이고, ωe 는 만남각주파수이다. 그러면 동력계(30)에서 계측되는 힘을 아래 [식 2]와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00015
[식 2]에서 볼 때 본 발명에서 계측을 목적으로 하는 물리량은 마지막 두 항의 합이지만, 나머지 항들도 불가피하게 계측될 수밖에 없다. 하지만 [식 2]의 앞의 세 항의 합은 전후동요의 응답에 따라 변할 수 있다. 동력계(30)의 탄성을 무시하면 [식 2]에서 동력계(30)로부터 전달되는 힘(FMEAS)을 - kx 로 대체할 수 있으므로, [식 2]는 아래 [식 3]과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00016
이 때 k는 제1스프링(21)과 제2스프링(22)의 스프링상수의 합을 뜻한다. 사실상 전후동요의 양(x)과 제1스프링(21)과 제2스프링(22)의 스프링상수의 합(k)을 통해 간접적으로 힘을 계측할 수 있지만, 이와 같은 방법에 따르면 예인전차(70)가 정지해 있을 때의 평형점의 위치가 이동부(10)에 작용하는 정지마찰력이 스프링의 복원력보다 큰 범위 내에서 변하기 때문에 오차가 발생할 수 있다.
[식 3]에서 m'는 모형선(60)의 질량(m)과 전후동요방향 부가질량(mX)의 합을 뜻한다. 전후동요 평형점이 이동하는 것을 고려하면 FCALM(정수 중 저항)과 FAW(파랑 중 저항 증가량)는 [식 3]에서 무시할 수 있다. 그러면 [식 3]의 정상상태 해는 아래 [식 4] 및 [식 5]와 같이 쉽게 구해진다.
Figure pat00017
Figure pat00018
[식 4] 및 [식 5]에서 감쇠계수(c)는 전후동요에 의한 저항증가와 관련이 있으며 그 크기는 m'(모형선(60)의 질량(m)과 전후동요방향 부가질량(mX)의 합)에 비해 매우 작다. 또한 모형시험에 있어서 파와의 만남각주파수(ωe)는 통상 1보다 크다. 따라서 cωe ＜＜ m'ωe 2 의 관계가 성립한다. 그러면 k ＜＜ m'ωe 2의 관계만 만족하도록 스프링상수의 합(k)을 결정하면 [식 4]는 아래의 [식 6]과 같이 쓸 수 있다.
Figure pat00019
[식 6]을 [식 2]에 대입하면 [식 2]의 첫 번째 항이 FOsinωet 가 되어 [식 2]의 세 번째 항인 파강제력(FWE : -FOsinωet)과 상쇄된다. 또한 감쇠계수(c)는 매우 작으므로 [식 2]의 두 번째 항을 무시하면 [식 2]는 아래 [식 7]과 같이 된다.
Figure pat00020
따라서 [식 7]로부터 k ＜＜ m'ωe 2 관계를 만족하도록 스프링상수의 합(k)을 결정하면 동력계(30)에는 1차파력(D)이 제거되고 파랑중전체저항의시간평균값(C)만 계측되는 것을 알 수 있다.
이 경우, 전후동요방향 부가질량(mX)은 모형선(60)의 질량(m)에 비해 매우 작아서 무시할 수 있으므로(m'≒m), k/mωe 2 가 약 1/10보다 작도록 스프링상수의 합(k)을 결정하는 것이 적합하다. 이것은 모형선(60)과 스프링(21, 22)으로 구성된 진동계의 고유각진동수(
Figure pat00021
)가 만남각주파수(ωe)에 비해 약 1/3 정도인 것을 의미한다.
한편, 상기 유도과정에서는 강제진동의 경우인 정상상태 해만 고려하였는데, 실제 모형시험 과정에서는 자유진동의 성분이 남아 있을 수 있다. 자유진동은 고유주기(
Figure pat00022
)로 반복되므로 스프링상수의 합(k)이 너무 작을 경우 고유주기가 과대해 질 수 있다. 과대해진 고유주기는 저항계측값의 시간이력에서 저주파수의 진동으로 나타날 수 있으며, 파랑중전체저항의시간평균값(C)을 편향(bias)시킬 수 있다. 이와 같은 고유주기의 계측결과에 대한 영향을 최소화하기 위해서는 데이터 계측시간이 고유주기의 정수배가 되도록 스프링상수를 결정해야 한다. 즉, 본 발명에서 스프링상수의 합(k)은 고유주기와 데이터 계측시간이 같게 되거나 데이터 계측시간이 고유주기의 정수배가 되도록 하한선을 정한다.
전후동요방향 부가질량(mX)과 감쇠계수(c)는 그것이 포함된 항의 크기가 상대적으로 작아 그 영향은 무시할 만 하므로 상기 유도과정에서는 전후동요방향 부가질량(mX)과 감쇠계수(c)가 주파수에 따라 변하지 않고 일정한 값을 가진다고 가정하였다. 또한 규칙파 조건을 기준으로 상기 내용이 정리되었으나, 불규칙파는 규칙파의 선형조합으로 표현 가능하므로 본 발명은 불규칙파 중에서도 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 효과를 보여주는 그래프이다. 도 6은 본 발명을 이용하지 않은 경우 동력계(30)에서 계측되는 파랑중전체저항의 값(E1)에 비해 본 발명을 이용한 경우 동력계(30)에서 계측되는 파랑중전체저항의 값(E2)이 상당히 감소되었음을 보여주는바, 본 발명에 의하면 적절한 용량의 동력계(30)로 파랑중전체저항(도 1, E)을 계측할 수 있으므로 결과적으로 파랑중부가저항(도 1, B) 계측의 정도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 이동부 11 : 이동바퀴
21 : 제1스프링 22 : 제2스프링
30 : 동력계 40 : 연결봉
50 : 평형보정추 51 : 끈
52 : 도르래 60 : 모형선
61 : 종동요회전축 70 : 예인전차

Claims (10)

  1. 예인전차에 위치하며 모형선과 연결봉으로 연결되어 상기 모형선의 전후동요에 따라 전후로 이동하는 이동부;
    상기 이동부에 설치되어 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속하는 구속부 및;
    상기 연결봉에 설치되어 상기 모형선에 작용하는 파랑 중 전체저항을 계측하는 동력계;
    를 포함하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동부는 이동바퀴를 구비하는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구속부는 상기 예인전차와 상기 이동부의 전단 사이에 설치되는 제1스프링과 상기 예인전차와 상기 이동부의 후단 사이에 설치되는 제2스프링이 연동하는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1스프링과 상기 제2스프링은 스프링상수의 크기가 동일한 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1스프링과 상기 제2스프링은 스프링상수의 크기에 따라 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속하는 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 모형선은 상기 모형선의 종동요를 자유롭게 허용하는 종동요회전축을 구비하는바, 상기 연결봉은 상기 모형선과 상기 종동요회전축으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동부는 상기 모형선의 상하동요에 따른 상기 연결봉의 상하동요를 자유롭게 허용하는 상하동요허용부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 상하동요허용부는 상기 이동부에 형성되는 관통구의 형태를 갖는바, 상기 연결봉은 상기 관통구에 삽입되는 형태로 상기 이동부와 결합하는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결봉에 연결되어 자중에 의해 상기 연결봉을 전방으로 잡아당김으로써 상기 이동부의 전후동요 평형점이 후방으로 밀리는 양을 보상해 주는 평형보정추;
    를 더 포함하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 구속부는 상기 이동부의 이동을 부분적으로 구속함으로써 상기 동력계에서 계측되는 1차 파력의 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 파랑 중 부가저항 계측 장치.
KR1020130146466A 2013-11-28 2013-11-28 파랑중부가저항 계측 장치 Ceased KR20150062238A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130146466A KR20150062238A (ko) 2013-11-28 2013-11-28 파랑중부가저항 계측 장치
PCT/KR2014/010900 WO2015080408A1 (ko) 2013-11-28 2014-11-13 파랑중부가저항 계측 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130146466A KR20150062238A (ko) 2013-11-28 2013-11-28 파랑중부가저항 계측 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150062238A true KR20150062238A (ko) 2015-06-08

Family

ID=53199312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130146466A Ceased KR20150062238A (ko) 2013-11-28 2013-11-28 파랑중부가저항 계측 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150062238A (ko)
WO (1) WO2015080408A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105571818A (zh) * 2015-12-08 2016-05-11 中国人民解放军海军工程大学 一种变水深拖曳水池气层减阻试验装置和方法
KR101879722B1 (ko) * 2015-12-18 2018-07-18 창원대학교 산학협력단 단일 스트럿을 가지는 수직면 운동장치 및 이를 이용한 수조 모형시험장치
CN112883488A (zh) * 2021-02-05 2021-06-01 华南理工大学 一种基于船波相对运动的砰击载荷预报方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105438399A (zh) * 2015-08-21 2016-03-30 河海大学 一种系泊船舶物理模型及其试验方法
CN106338377A (zh) * 2015-08-28 2017-01-18 中国特种飞行器研究所 一种新型的水面飞行器水载荷试验装置
CN106441798B (zh) * 2016-09-13 2018-07-06 江苏科技大学 船舶或船模静水回转远程试验系统及试验方法
CN106428419B (zh) * 2016-09-13 2018-05-22 江苏科技大学 一种船模横摇衰减远程试验系统及试验方法
CN106323592A (zh) * 2016-11-07 2017-01-11 中国特种飞行器研究所 一种直升机风浪横摇模型水池试验方法
CN106404344A (zh) * 2016-11-07 2017-02-15 中国特种飞行器研究所 一种直升机风浪横摇模型水池试验装置
CN106644430A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 杭州海的动力机械股份有限公司 船动力机构性能测试用模拟水浪装置
CN106596043B (zh) * 2016-12-02 2018-08-31 中国特种飞行器研究所 一种用图谱预报水面飞行器船身水动性能的方法
RU180204U1 (ru) * 2017-03-28 2018-06-06 Виталий Алексеевич Пелешенко Установка для проведения гидродинамических испытаний в опытовом бассейне
CN107063630A (zh) * 2017-04-12 2017-08-18 武汉理工大学 一种船模波浪载荷试验工装
CN109596309B (zh) * 2018-12-04 2020-01-14 中国特种飞行器研究所 一种基于二自由度的新型水面拖曳试验装置平台
CN111366332B (zh) * 2020-04-28 2022-09-16 中山大学 一种三自由度分解系泊结构测量实验装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58100731A (ja) * 1981-12-10 1983-06-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 曳航抵抗計測装置
KR100343022B1 (ko) * 1998-05-30 2002-09-18 삼성중공업 주식회사 4자유도 운동 및 저항 계측장치
JP3385474B2 (ja) * 2000-11-16 2003-03-10 独立行政法人 海上技術安全研究所 波浪中浮体の波漂流力３成分および非拘束動揺変位６成分の計測システム
JP2002365159A (ja) * 2001-06-11 2002-12-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 模型船の曳航・抵抗計測装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105571818A (zh) * 2015-12-08 2016-05-11 中国人民解放军海军工程大学 一种变水深拖曳水池气层减阻试验装置和方法
KR101879722B1 (ko) * 2015-12-18 2018-07-18 창원대학교 산학협력단 단일 스트럿을 가지는 수직면 운동장치 및 이를 이용한 수조 모형시험장치
CN112883488A (zh) * 2021-02-05 2021-06-01 华南理工大学 一种基于船波相对运动的砰击载荷预报方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015080408A1 (ko) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150062238A (ko) 파랑중부가저항 계측 장치
KR20150062239A (ko) 파랑중부가저항의 효과적 계측 방법
Xu et al. Analysis of hydrodynamic behavior of a submersible net cage and mooring system in waves and current
Assi et al. Low drag solutions for suppressing vortex-induced vibration of circular cylinders
Ibrahim Nonlinear vibrations of suspended cables—Part III: Random excitation and interaction with fluid flow
JP6821890B2 (ja) 水槽模型係留試験装置及び水槽模型係留試験方法
CN110567630A (zh) 一种船舶系泊缆绳的模型试验装置
Agarwal et al. Nonlinear coupled dynamic response of offshore Spar platforms under regular sea waves
CN103661805A (zh) 一种多功能船模实验测量装置
CN100584690C (zh) 浮体载体平台
AU2014200721B2 (en) Method and system for adjusting vessel turn time with tension feedback
KR102129073B1 (ko) 해저면과의 충돌을 고려한 계류 라인의 해석 방법 및 해양 구조물의 거동 해석 방법
US4175432A (en) Apparatus for towing an underwater instrumentation package
Wang et al. Truncation design and model testing of a deepwater FPSO mooring system
CN106872282B (zh) 导轮式弹性绳索模拟装置及其设置方法和应用方法
Vickers Improve the understanding of uncertainties in numerical analysis of moored floating wave energy converters
CN211855880U (zh) 悬浮隧道锚索失效及连续倒塌动力响应试验装置
KR101378958B1 (ko) 수위 측정 장치
WO2024178869A1 (zh) 深水j型铺管作业耦合响应水池模型实验装备及实验方法
Somoano et al. Experimental analysis of mooring and power cable dynamics when using elastic string models
CN104977176B (zh) 一种适用于浮托安装模型试验的桩腿对接单元装置
Jordán et al. Nonlinear identification of mooring lines in dynamic operation of floating structures
CN102114898A (zh) 一种浮筒模型质量分布调节装置
Guan et al. Dynamic calculation for sonobuoy suspension heave reduction system with experimental correction
Zhou et al. A model test study and its application for challenging floatover installation of liwan 3-1 mega topsides in south china sea

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20131128

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20150225

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20150508

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20150225

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

PG1501 Laying open of application