KR20160100727A - 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법 및 상기 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회귀분석을 통해 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법 및 상기 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컴퓨터 시스템에 의해 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법에 있어서, 0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le에 관한 식들 중 적어도 두 개를 독립변수들로 선정하는 단계; 및 선박들의 데이터를 회귀분석하여 상기 선정된 독립변수들과 건현의 상관관계식을 도출하여 건현 계산식을 도출하는 단계를 포함하고, 상기 Dmld은 용골의 상면으로부터 선측에서의 건현갑판 보의 상면까지 수직거리인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법이 제공된다.

Description

선박의 건현 계산식을 도출하는 방법 및 상기 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법{METHOD FOR DRAWING CALCULUS FOR FREEBOARD OF A SHIP AND METHOD FOR CALCULATING FREEBOARD USING THE FREEBOARD CALCULUS}
본 발명은 선박의 건현에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 회귀분석을 통해 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법 및 상기 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법에 관한 것이다.
배가 안전항해를 하기 위해서는 어느 정도의 예비부력(reserve of buoyancy)을 가져야 하고, 이 예비부력은 선체의 물에 침하하지 않는 부분의 높이로써 결정되는데 이것을 건현(Fb, Freeboard)이라고 한다. 도 1은 건현의 의미를 나타낸 도면이다. 도 1에서 Fb로 표시된 부분이 건현이다.
국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 국제만재흘수선협약(ICLL, International Convention on Load Lines)이 1966년 4월 5일 채택되어 국제항해를 하는 선박에 대하여 적용하고 있다.
ICLL에는 선박의 안전에 필요한 예비부력을 확보하기 위하여 최소 건현을 규정하고 있으며 최소건현은 그 선박의 치수와 특징에 따라 만재흘수선 규칙으로부터 결정된다.
ICLL에 따르면, A형, B형으로 구분되는 선박의 형식에 따른 표정 건현에 일정한 규칙에 따라 건현을 더하거나 감하여 최소 요구 건현을 계산한다.
A형 선박은 액체 화물만을 운송하도록 설계된 선박으로서, 예를 들어, 유조선, LNG선, 탱커 등이 있다. 수밀 개스킷이 붙은 덮개에 의하여 폐쇄되고, 노출된 갑판은 작은 출입구만이 존재하여 고도의 안전성을 가지고, 적재된 화물구획이 낮은 침수율을 가지고, 길이가 150 m를 초과하는 A형 선박이 초기 적재상태의 요건에 따라 적재되었을 때, 규정된 손상 가정에 따라 계산한 손상 시 복원성능은 ICLL 규정을 만족해야 한다.
A형 선박에 관한 규정에 해당하지 아니하는 모든 선박은 B형 선박으로 간주된다. B형 선박에는 B-60형 선박과 B-100형 선박이 있다.
B-60형 선박은 1) 길이가 100 m 이상인 선박이고, 2) 제1 위치와 제2 위치의 창구덮개가 규정에 적합한 풍우 수밀덮개이고, 3) 만재상태에서 임의의 하나의 구획이 손상을 입어도 ICLL 규정을 만족하는 선박이다.
B-60형 선박은 B형 표정건현(Ft,B)과 A형 표정건현(Ft,A)차이의 60%만큼 건현을 감소시킬 수 있다. 즉, B-60형 선박의 건현은 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Ft ,B-60=Ft ,B- 0.6×(Ft ,B-Ft ,A)
B-100형 선박은 B-60형 선박의 조건에 추가적으로 1) 기관실 위벽(engine room casing), 보행로 및 통로, 창구, 방수설비가 A형 선박에 대한 규칙을 만족하고, 2) 만재상태에서 선박의 길이 전체에 걸쳐 어느 한 횡격벽이 손상되어 인접한 전후구획 2개가 동시에 손상을 입어도 ICLL 규정을 만족하는 선박이다.
B-100형 선박은 B형 표정건현과 A형 표정건현 차이의 100%만큼 건현을 감소시킬 수 있다. 즉, B-100형 선박의 건현은 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Ft ,B-100=Ft ,B- 1.0×(Ft ,B-Ft ,A) = Ft ,A
ICLL에 따른 건현 계산 과정을 살펴보면, 표정 건현을 계산한 후, 방형 계수(Cb)에 대한 수정을 수행하고, 선박의 깊이에 대한 수정을 수행하고, 선루 및 트렁크에 대한 수정을 수행하고, 현호에 대한 수정을 수행한다.
ICLL에 따른 건현의 계산은 계산 과정이 매우 복잡하고 보정값의 범위가 매우 커서 신뢰성이 낮다. 그리고 1930년 제정되어 1966년 IMO ‘만재흘수선에 대한 관한 국제 협약’ 채택 이후 보완된 이후 기술적 발전 추세를 반영하지 못하였으며 선체의 대형화, 선형의 변화 및 다양한 선종의 출현을 반영하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 최근의 선형의 변화 및 다양한 선종을 반영할 수 있고, 간단하고 신속하게 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법 및 상기 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컴퓨터 시스템에 의해 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법에 있어서, 0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le에 관한 식들 중 적어도 두 개를 독립변수들로 선정하는 단계; 및 선박들의 데이터를 회귀분석하여 상기 선정된 독립변수들과 건현의 상관관계식을 도출하여 건현 계산식을 도출하는 단계를 포함하고, 상기 Dmld은 용골의 상면으로부터 선측에서의 건현갑판 보의 상면까지 수직거리인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법이 제공된다.
특히, 상기 선정된 독립변수들은 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3의 계수는 -122 이상 -121 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 0.85Dmld에서의 방형계수의 계수는 4602 이상 4603 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 건현용 깊이의 계수는 107 이상 108 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 건현용 길이의 계수는 -33 이상 -32 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 Le의 계수는 6 이상 7 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상수항은 -1657 이상 -1656 이하일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터 시스템에 의해 선박의 건현을 계산하는 방법에 있어서, 상기 선박의 0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le를 구하는 단계; 및 상기 0.85Dmld에서의 배수량, 상기 0.85Dmld에서의 방형계수, 상기 건현용 깊이, 상기 건현용 길이, 상기 Le를 회귀분석을 통해 도출된 건현 계산식에 대입하여 건현을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 건현 계산식은 건현을 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3, 0.85Dmld에서의 방형 계수, 건현용 길이, 건현용 깊이, Le에 관한 식으로 나타낸 식인, 선박의 건현을 계산하는 방법이 제공된다.
특히, 상기 건현 계산식의 상기 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3의 계수는 -122 이상 -121 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 0.85Dmld에서의 방형계수의 계수는 4602 이상 4603 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 건현용 깊이의 계수는 107 이상 108 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 건현용 길이의 계수는 -33 이상 -32 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상기 Le의 계수는 6 이상 7 이하일 수 있다.
또는, 상기 건현 계산식의 상수항은 -1657 이상 -1656 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 최신 선형 및 선종에 대해 회귀분석을 적용하여 건현 계산식을 도출하고, 도출된 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산함으로써, 최신 선형 및 선종에 대한 건현을 신속하고 간단하게 계산할 수 있다.
도 1은 건현의 의미를 나타낸 도면이다. 도 1에서 Fb로 표시된 부분이 건현이다.
도 2는 건현용 길이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 건현용 깊이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 건현을 계산하는 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에서는 건현 계산식을 도출하는 방법 및 도출된 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법을 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 건현 계산식을 도출하는 방법 및 도출된 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법은 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 모든 선박에 적용될 수 있는 건현 계산식을 도출하는 방법 및 도출된 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법을 설명한다.
먼저, 도 2 및 3을 참조하여 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어를 설명한다. 도 2는 건현용 길이를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 건현용 깊이를 설명하기 위한 도면이다.
건현용 깊이(Depth for Freeboard, Df)는 형깊이(Molded Depth, Dmld)에 현측에서의 건현 갑판 두께(tstringer)를 더한 것을 말한다. 형 깊이(Dmld)는 용골의 상면으로부터 선측에서의 건현갑판 보의 상면까지 수직거리이며 현측에서의 건현 갑판 두께(tstringer)는 갑판 스트링거 판의 두께이다.
건현용 길이(Freeboard Length, Lf)는 L1과 L2 중 큰 값이다. L1은 용골의 상면으로부터 측정한 최소 형 깊이(Dmld)의 85%에 해당하는 흘수선에서 전 길이(LWL)의 96%이고, L2는 용골의 상면으로부터 측정한 최소 형 깊이(Dmld)의 85%에 해당하는 흘수선 상의 선수재의 전면으로부터 타두재(rudder stock)의 중심까지 길이이다.
방형계수(Block Coefficient, Cb)는 수학식 3과 같다.
Figure pat00001
여기서, B는 선폭으로서 선박의 중앙에 있어서 급속제 외판을 가진 배에서는 건현용 길이(Lf)의 중앙을 의미한다. ∇는 0.85Dmld에서의 형 배수 용적(m3)을 의미한다.
선루의 유효길이(Effective length of superstructure, Le)는 건현갑판 상부의 폐위된 구조물의 길이를 의미하고, 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
Le = S * b/Bf * ha/hs
여기서, S는 선루의 길이이고, b는 선루의 너비이고, Bf는 선박의 폭이고, ha는 선루의 실제 높이이고, hs는 선루의 표준 높이이다.
다음으로, 도 4 및 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너선의 건현 계산식을 도출하는 방법 및 도출된 건현 계산식을 이용하여 건현을 계산하는 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 건현을 계산하는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에서는 모든 종류의 선박 즉, A 타입 선박 및 B 타입 선박에 모두 적용될 수 있는 건현 계산식을 도출한다.
도 4를 참조하면, 독립변수들을 선정하고(S610), A 타입 선박들 및 B 타입 선박들의 데이터를 회귀분석하여 선정된 독립변수들과 건현의 상관 관계식을 도출하여 건현 계산식을 도출한다(S620).
본 발명의 실시예에서는 114.9K, 319K, 115.6K, 157.4K, 320K 탱커들과, 80K, 180K, 400K 벌크선들의 데이터에 대해 회귀분석을 수행하여 상관 관계식들을 도출한다. 탱커는 A 타입 선박이고, 벌크선은 B 타입 선박이다.
독립변수를 (0.85Dmld에서의 배수량(displacement))1/3, 0.85Dmld에서의 Cb, Lf, Df, Le로 선정하여 회귀분석을 수행하면 수학식 5과 같은 상관관계식이 도출된다.
[수학식 5]
건현 = -1656.489 - 121.779*(0.85Dmld에서의배수량)1/3- 32.593*Lf + 107.859*Df + 4602.123*Cb + 6.295*Le
도 5를 참조하면, 0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 Cb, Lf, Df, Le를 구한 후(S710), 0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 Cb, Lf, Df, Le를 회귀분석을 통해 도출된 건현 계산식에 대입하여 건현을 계산한다. 이때, 회귀분석을 통해 도출된 건현 계산식은 수학식 5일 수 있다.
예를 들어, 건현 계산식은 건현을 (0.85Dmld에서의 배수량(displacement))1/3, 0.85Dmld에서의 Cb, Lf, Df, Le에 관한 식으로 나타낸 식일 수 있다. 이때, (0.85Dmld에서의 배수량(displacement))1/3의 계수는 -122 이상 -121 이하일 수 있고, Lf의 계수는 -33 이상 -32 이하일 수 있고, Df의 계수는 107 이상 108 이하일 수 있고, Cb의 계수는 4602 이상 4603 이하일 수 있고, Le의 계수는 6 이상 7 이하일 수 있고, 상수항은 -1657 이상 -1656 이하일 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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.

Claims (15)

  1. 컴퓨터 시스템에 의해 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법에 있어서,
    0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le에 관한 식들 중 적어도 두 개를 독립변수들로 선정하는 단계; 및
    선박들의 데이터를 회귀분석하여 상기 선정된 독립변수들과 건현의 상관관계식을 도출하여 건현 계산식을 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 Dmld은 용골의 상면으로부터 선측에서의 건현갑판 보의 상면까지 수직거리인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 선정된 독립변수들은 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3의 계수는 -122 이상 -121 이하인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 0.85Dmld에서의 방형계수의 계수는 4602 이상 4603 이하인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 건현용 깊이의 계수는 107 이상 108 이하인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 건현용 길이의 계수는 -33 이상 -32 이하인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 Le의 계수는 6 이상 7 이하인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상수항은 -1657 이상 -1656 이하인, 선박의 건현 계산식을 도출하는 방법.
  9. 컴퓨터 시스템에 의해 선박의 건현을 계산하는 방법에 있어서,
    상기 선박의 0.85Dmld에서의 배수량, 0.85Dmld에서의 방형계수, 건현용 깊이, 건현용 길이, Le를 구하는 단계; 및
    상기 0.85Dmld에서의 배수량, 상기 0.85Dmld에서의 방형계수, 상기 건현용 깊이, 상기 건현용 길이, 상기 Le를 회귀분석을 통해 도출된 건현 계산식에 대입하여 건현을 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 건현 계산식은 건현을 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3, 0.85Dmld에서의 방형 계수, 건현용 길이, 건현용 깊이, Le에 관한 식으로 나타낸 식인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 (0.85Dmld에서의 배수량)1/3의 계수는 -122 이상 -121 이하인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 0.85Dmld에서의 방형계수의 계수는 4602 이상 4603 이하인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 건현용 깊이의 계수는 107 이상 108 이하인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 건현용 길이의 계수는 -33 이상 -32 이하인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상기 Le의 계수는 6 이상 7 이하인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 건현 계산식의 상수항은 -1657 이상 -1656 이하인, 선박의 건현을 계산하는 방법.
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