KR20190082555A - 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치 - Google Patents

조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190082555A
KR20190082555A KR1020180000296A KR20180000296A KR20190082555A KR 20190082555 A KR20190082555 A KR 20190082555A KR 1020180000296 A KR1020180000296 A KR 1020180000296A KR 20180000296 A KR20180000296 A KR 20180000296A KR 20190082555 A KR20190082555 A KR 20190082555A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flap
plate
wave
hinge
motion
Prior art date
Application number
KR1020180000296A
Other languages
English (en)
Inventor
김인호
김우식
김우진
김재성
김효철
류재문
오정근
Original Assignee
주식회사 케이에이치시스텍
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 주식회사 케이에이치시스텍 filed Critical 주식회사 케이에이치시스텍
Priority to KR1020180000296A priority Critical patent/KR20190082555A/ko
Publication of KR20190082555A publication Critical patent/KR20190082555A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
    • B63B9/02
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

본 발명은 선박 모형실험용 수조에서의 파랑 중 모형시험을 위해 파랑을 발생시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 하단이 힌지로 구성되어 있는 조파판이 왕복 조화 각 운동을 일으키며 물을 교란시켜 파도를 발생시키는 장치에 있어서, 동력을 공급하는 감속모터와; 상기 감속모터의 출력축과 결합되는 왕복조화운동 발생하는 액츄에이터와; 액츄에이터의 왕복운동을 조파판으로 전달하는 조파판 구동 링크와; 하단의 힌지 점을 중심으로 왕복 각운동을 일으키는 조파판과; 조파판의 상단에 붙여진 힌지와 연결되는 플랩과; 조파판의 각운동을 증폭시켜 플랩의 각 회전을 결정하는 플랩 각도조절 롤러와; 플랩 각도조절 롤러의 운동 경로를 제한하는 각도조절 롤러 안내 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플랩이 붙여진 선박 모형시험용 파랑발생 장치에 관한 것이다.

Description

조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치{Wave generator composed with wave board and appended reinforcing flap for ship model test}
[0001] 본 발명은 선박의 유체동력학적인 성능을 모형실험으로 확인하기 위하여 선형시험수조와 같은 실험시설에서 모형 시험에 적합한 파도를 발생시키기 위한 파랑발생장치에 관한 것이다.
[0002] 선박은 일반적으로 불규칙한 파랑 중에서 운항하므로 모형시험도 불규칙 파랑 중에서 성능 평가가 이루어질 수 있어야 한다. 그러나 불규칙 파랑은 규칙파의 선형중첩으로 이루어진다고 볼 수 있으므로 규칙 파랑 중에서의 성능 평가실험을 성능 평가 실험의 기본으로 삼게 된다. 그러므로 엄밀한 규칙 파랑을 발생시키는 문제는 엄밀한 실험적 성능평가를 얻을 수 있는 출발점이 되므로 파랑발생장치 설계에서 우선적으로 고려하여야 하는 핵심적인 요소로 대두된다.
[0003] 수면하의 무한유체영역에 규칙적인 교란이 작용하면 수면에 규칙적인 변형이 일어나 파형을 형성하게 된다. 따라서 규칙 파를 형성하는 것은 규칙적인 교란을 주는 것으로 충분하다고 할 수 있다. 그러나 실험실인 경우에는 깊이에 제한이 있고 둘레가 벽으로 막혀 있어서 바닥의 영향과 벽면의 영향으로 파형의 변화가 나타나게 된다. 깊이의 영향은 피할 수 없으나 벽면의 영향은 평활하고 평행한 면으로 시공함으로서 벽면사이에서는 이차원적 특성을 가지게 하고 해당하는 영역은 무한 유체영역과 등가한 특성을 가지는 것으로 취급하여 무한유체영역에서의 영향을 예측할 수 있도록 하고 있다.
[0004] 자연환경과 다른 환경에서 실험하여야하는 선박모형 실험시설에서는 공간적인 제약을 받으므로 규칙적인 교란이 효과적으로 규칙적인 파랑을 형성할 수 있도록 하는 것이 요구된다. 제한된 유체영역 내에서 효과적으로 파랑을 발생시키기 위하여 파랑 중에서 유체 입자의 운동특성에 가까운 교란을 주는 것이 필요하게 된다. 따라서 파랑 중에서 수면 아래에 있는 유체입자의 궤도운동 속도의 분포와 같이 수면근처에서 최대 속도를 가지며 깊이가 증가하면 지수 함수적으로 감쇄되는 특성을 가지는 속도분포로 유체 영역에 교란을 주는 것이 요구된다. 그런데 현재 사용하고 있는 단일 조파판 방식의 파랑발생장치에서는 직선적인 속도분포만을 얻을 수 있어서 불충분하다. 따라서 수면 근처에서의 유체교란을 자연현상에 보다 근접시키기 위하여 조파판의 상단 부분에 플랩을 장착한 이중플랩 파랑발생장치를 설계 제작하여 실험시설의 효율을 높이는 것이 요구된다.
[0005] 본 발명에서는 전동기로부터 동력을 전달받아 선형왕복운동을 일으키는 액츄에이터가 조화 왕복운동을 조파판 구동 링크에 전달하고, 구동 링크는 하단부가 힌지로 고정되어 있는 조파판과 연결되어 있어서 조파판의 왕복 각운동을 발생시키고, 조파판의 상단에 붙여진 힌지는 플랩에 연결되어 있고 그 하단에는 플랩 각도조절 롤러가 붙어 있고, 플랩 각도조절 롤러는 각도조절 롤러 안내 홈을 따라서 이동하도록 구속되어 있어서 조파판의 각 변위가 플랩의 각 변위를 증폭시키고 유체를 파랑의 입자운동에 보다 가깝게 교란시켜 파랑을 발생시키도록 하는 장치를 창안하고자하였다.
[0006] 종래의 기술에서는 도 1에 보인 것과 같은 단일 플랩 파랑발생장치, 또는 도 2에 보인 것과 같은 피스톤 파랑발생장치가 사용되고 있다. 이들 두 경우 모두 액츄에이터에 의하여 얻어지는 직선 조화왕복운동으로 조파판을 작동시켜 유체 영역에서 교란을 시키고 있다. 조파판의 운동으로 발생된 교란의 영향은 유체 영역으로 전파되며 특정 점에서는 시간에 따르는 수면의 상하방향으로 변화가 나타나 파형을 형성하게 된다. 파형의 전파속도와 상하방향으로의 속도로 인하여 파면 아래의 유체 입자는 궤도 운동을 일으킨다. 궤도운동은, 깊은 물 일 때는 원형 궤도를 이루게 되고 원형 궤도의 직경은 잠기는 깊이가 증가함에 따라서 지수함수로 줄어들게 된다. 얕은 물 일 때는 입자의 운동은 타원형 궤도를 이루게 되며 잠기는 깊이가 증가하면 타원 궤도의 장축보다는 단축이 급속하게 줄어들어 바닥에서는 직선운동을 일으키게 된다. 따라서 효과적으로 파도를 발생시키고자 하면 파도의 유체입자의 속도특성에 근접한 교란을 주는 것이 바람직하다.
[0007] 수심이 정하여 있는 실험시설인 경우에도 발생시키고자하는 파도의 파장이 작아지면 깊은 물의 특성을 가지며 파장이 물 깊이의 2배 이상이 되면 얕은 물의 특성을 가지게 된다. 따라서 실험시설의 수심과 발생시키려는 파도의 파장에 따라서 적합한 조파판의 운동 형태가 결정된다. 실제로 사용되고 있는 대표적인 파랑발생장치인 플랩형 파랑발생장치와 피스톤형 파랑발생장치에서는 속도분포가 직선적인 교란을 주고 있다. 따라서 일반적으로 피스톤형 파랑발생장치는 수심이 얕은 경우에 유리하고 수심이 깊을 때에는 조파판의 각 변화를 왕복 조화운동이 되도록 하는 플랩형 조파판이 유리한 것으로 알려져 있다.
[0008] 다른 한편으로 모형실험을 위한 시설의 규모는 적합한 모형의 규모를 결정하는 요인이 되며 모형의 치수는 실험을 위하여 발생시켜야하는 파랑의 크기를 결정하는 인자가 된다. 더하여 모형실험은 실제해역에서의 실선의 거동을 확인하기 위한 것이므로 특수한 경우를 제외하고는 모두 깊은 물에서의 현상을 위하여 수행된다. 따라서 모형실험을 위하여 효과적인 파랑발생장치는 단일 플랩형 파랑발생장치라고 할 수 있다.
[0009] 그러나, 깊은 물에서 사용하는 단일 플랩형 파랑발생장치는 파랑의 주기와 파고를 피스톤형 파랑발생장치 보다 자연현상을 비슷하게 모사할 수 있으나 지수 함수적으로 변화하는 속도분포를 하나의 직선적 속도변화로 나타내고 있어서 교란속도가 요구되는 속도분포를 충분히 나타내지 못하는 문제점이 있으며, 이로 인해 발생되는 파랑이 조파판 근처에서 충분한 정밀도를 가지지 못하게 된다.
[0010] 본 발명에서는 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 단일 플랩형 파랑발생장치를 이중 플랩 파랑발생장치로 개선함으로써 조파판이 자연현상에 보다 가까운 속도로 유체 영역을 교란시킬 수 있는 선박모형 시험용 파랑발생장치에 관한 것이다.
[0011] 본 발명은 파랑을 발생시키기 위하여 유체를 하나의 평판요소로 교란시키는 종래의 방법에서는 지수 함수적으로 변화하는 속도분포를 하나의 직선적 속도변화로 나타내고 있어서 교란속도가 요구되는 속도분포를 충분히 나타내지 못하는 것을 개선하기 위하여 플랩을 도입하여 두 개의 평판요소의 운동으로 교란속도를 정의 할 수 있도록 개선함으로써 조파판이 자연현상에 보다 가까운 속도분포로 유체 영역을 교란시킬 수 있도록 하는 이중플랩 파랑발생장치를 창안한 것이며 그로 인하여 보다 효과적으로 파도를 발생시키려는 것이 본 발명의 목적하는 바이다.
[0012] 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치(100)에 있어서,
동력을 발생시키는 감속모터(10); 상기 감속모터(10)와 축이음부(15)에 의해 연결된 액츄에이터(20); 및 상기 엑츄에이터(20)의 운동에 의해 왕복조화 각 운동을 하는 조파판(40)을 포함하되, 상기 조파판(40)의 상단에 힌지로 연결된 플랩(55)이 더 연결되고, 상기 플랩은 상기 조파판과 링크로 연결되어 동력을 전달받음으로써 조파판보다 더 큰 각으로 왕복조화운동을 하는 것을 특징으로 한다.
[0013] 상기 액츄에이터(20)는 직선왕복 조화운동을 생성하는 것을 특징으로 한다.
[0014] 상기 액츄에이터(20)로부터 생성되는 운동을 피봇 힌지(25)에서 전달 받아 조파판 구동 힌지(35)까지 운동을 전달하는 조파판 구동 링크(30)를 더 포함하고, 상기 조파판은 상기 조파판 구동 힌지(35)와 연결되고, 조파판의 하단 부분에는 시험시설의 고정구조물에 설치된 조파판 하단힌지(45)가 설치되어 상기 조파판 하단힌지(45)를 중심으로 조화왕복 각운동을 일으키며, 상기 플랩(55)은 상기 조파판(40)의 상단에 설치된 조파판 상단 힌지(50)와 결합되어 각 변화를 일으키고, 상기 플랩의 하부에는 상기 플랩(55)의 각도를 조절하기 위한 플랩 각도조절 롤러(60)와 각도조절 롤러 안내 홈(65)이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
[0015] 상기 조파판(40)의 길이와 상기 조파판 상단 힌지(50)로부터 상기 플랩 각도조절 롤러(60)까지의 거리의 비를 조절함으로써 상기 플랩(55)의 각 변위가 조절되는 것을 특징으로 한다.
[0016] 본 발명은 모형수조의 파랑발생장치를 이중플랩으로 형성된 조파판을 사용함으로써 파랑의 주기와 파고뿐만 아니라 파랑의 궤도운동 속도분포를 실제 자연현상에 보다 가깝게 모사할 수 있으므로, 수조모형시험에서 사용되는 파형의 오차가 적어지므로 모형시험의 정확성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있으며, 플랩의 각 변위 조절을 용이하게 하여 다양한 종류의 파랑을 손쉽게 구현할 수 있다.
[0017] 본 발명을 이용하여 상기의 목적을 달성하는 하나의 예를 설명하면, 동력을 공급하는 감속모터(10)를 사용하여 적정 회전수를 가지는 동력을 확보하고 이를 액츄에이터(20)와 연결하여 필요한 스트로크를 가지는 직선왕복 조화운동으로 변환한다. 직선왕복 조화운동이 발생된 액츄에이터(20)의 끝 부분은 조파판 구동 링크(30)의 한쪽 끝과 힌지로 연결되고, 조파판 구동 링크(30)의 반대쪽은 조파판 구동 힌지(35)와 연결된다. 이 때 조파판은 조파판 하단 힌지(45)로 수조 바닥에 고정되어 있어서 조파판 구동 링크(30)로부터 전달 받은 액츄에이터(20)의 직선 왕복 조화운동을 조파판의 조화 각운동으로 변환시키게 된다. 그런데 조파판의 상단에는 조파판 상단 힌지(50)가 설치되어 있어서 플랩(55)을 힌지로 연결하게 된다.
[0018] 플랩(55)의 좌우 양단에는 아래쪽으로 연장된 부분에 플랩 각도조절 롤러(60)가 붙여져 있다. 이 플랩 각도조절 롤러(60)는 각도조절 롤러 안내 홈(65)에 끼워져 있어서 조파판의 왕복 조화 각운동과 연동되어 플랩(55)의 각 운동이 증폭되어 나타나게 된다. 최종적으로 얻어지는 “조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치”는 선박모형을 시험하기 위한 실험시설에서 신뢰할 수 있는 파형을 파랑 발생장치로부터 보다 근접한 위치로부터 발생시킬 수 있을 것이 확실하여 실험시설에서 활용 가능한 수면을 보다 넓게 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
[0019] 도 1은 종래기술에 따른 단일 플랩 파랑발생장치의 개념도이다.
[0020] 도 2는 종래기술에 따른 피스톤형 파랑발생장치의 개념도이다.
[0021] 도 3은 본 발명에 따른 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치의 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 조파판의 각운동과 연성되어 플랩의 각운동을 증폭시키는 연성운동기구의 개념도이다.
[0022] 도 5는 본 발명에 따르는 효과를 검증하기 위하여 사용하는, 섭동이론에 근거하여 얻어진 일차 근사해를 활용한 계산에 참고하기 위한 설명도이다.
[0023] 도 6은 본 발명에 따른 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치의 파랑 발생 성능을 확인하기 위하여 이론 계산으로 구한 무차원 파고(파고/스트로크)와 무차원 파수(kh)의 관계의 개략적 예시도이다.
[0024] 이하, 본 발명에 따른 파랑발생장치는 좌우대칭 구조를 가지고 있으므로 파랑의 진행방향에 대하여 오른쪽 부분을 도 3으로 나타내고 도3에 표기된 장치에서 동력이 전달되며 운동이 변환되는 흐름에 따라 설명한다. 본 발명은 선박 모형시험용 파랑 발생장치(100)에 있어서, 동력을 발생시키는 감속모터(10)와; 상기 감속모터(10)와 축이음부(15)에 의해 연결된 액츄에이터(20)와; 한쪽 끝은 상기 액츄에이터 출력단에 붙여진 피봇 힌지(25)와; 한쪽 끝은 피봇 힌지(25)에 연결되는 조파판 구동 링크(30)와; 조파판 구동 링크(30)의 반대쪽 끝 부분을 연결하는 조파판 구동 힌지(35)와; 조파판 구동 힌지(35)가 장착되어 있는 조파판(40)과; 조파판(40)의 하단은 실험시설 고정된 조파판 하단 힌지(45)에 연결되고, 조파판의 상단부분에는 조파판 상단 힌지(50)가 설치되어 있어서 힌지에 연결되는 플랩(55)과; 플랩(55)의 양단에 아래쪽으로 뻗쳐진 팔의 끝 부분에 설치되는 플랩 각도조절 롤러(60)와; 플랩 각도조절 롤러(60)를 일정방향으로 제한하여 구동되도록 제한하는 각도조절 롤러 안내 홈(65)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 “조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치”에 관한 것이다.
[0025] 감속모터(10)에서는 동력을 발생시키며 조파판의 조화운동을 구현하기에 적합한 회전수를 내도록 하는 감속장치가 장착되어 있어서 적정 회전수의 동력을 전달한다. 다만 모터는 수시로 운전조건을 바꾸어 제어할 수 있는 특성을 가진 것이어야 한다.
[0026] 감속모터의 출력축은 축이음부(15)로 액츄에이터(20)와 연결되어 액츄에이터에서 직선 조화 왕복운동이 얻어지도록 동력을 전달한다. 액츄에이터(20)의 형식에는 특별한 제한이 없어 볼 스크루 이용방식, 스카치요크 구동방식, 유압실린더 방식, 벨트구동방식 모두 채택가능하며 설치장소의 조건과 요구 정밀도에 따라서 적합한 것을 설계자가 선정 할 수 있다. 액츄에이터에서 적합한 직선 조화왕복 운동이 얻어지면 액츄에이터의 운동은 피봇 힌지(25)에 전달되어 피봇 힌지(25)와 연결된 조파판 구동 링크(30)를 작동시킨다. 조파판 구동 링크의 반대쪽 끝은 조파판 구동 힌지(35)에 운동을 전달시킨다. 조파판 구동 힌지(35)는 조파판 (40)에 장착되어 있고, 조파판(40)은 하단이 조파판 하단힌지(45)에 연결되어 있다. 따라서 조파판(40)은 조파판 하단 힌지(45)를 중심으로 조화 왕복 각운동을 일으키게 된다. 이로 인하여 조파판 구동 힌지(35)의 상하위치에 변화가 일어남으로써 조파판 구동 링크(30)의 경사각의 변화가 일어나는데, 액츄에이터(20)의 출력축단에 붙여진 피봇 힌지(25)로 인해 조파판 구동 링크(30)가 자유롭게 경사되도록 허용하게 된다.
[0027] 조파판(40)의 상단에는 조파판 상단 힌지(50)이 붙여져 있어서 조파판(40)과 플랩(55)이 연결되며 플랩(55)은 조파판 상단 힌지(50)를 중심으로 각 회전을 일으키도록 기구가 고안되었다. 조파판에 부쳐진 플랩(55)의 양단에 부분적으로 아래로 뻗쳐진 끝부분에는 플랩 각도조절 롤러(60)가 붙여 있다. 플랩 각도조절 롤러(60)는 각도조절 안내 홈(65)에 의하여 각운동이 구속된다. 이 때, 플랩(55)에서 조파판 상단 힌지(50)와 연결되는 위치로부터 플랩 각도조절 롤러(60)가 설치되는 위치까지의 거리를 변화시키면 조파판(40)의 각 변화가 증폭되어 플랩(55)의 각 변화로 나타나게 하는 증폭비를 바꾸어 줄 수 있다.
[0028] 조파판(40)과 플랩(55)의 연동조건을 살펴보기 위하여 도 4와 같은 간단한 링크기구를 조사하여 보기로 한다. 도 3으로부터 기구의 연동과 직접 관계되는 부분만을 정리하면 도 4와 같이 나타낼 수 있다. 도 4에 표기된 바와 같이 길이가
Figure pat00001
인 조파판(40)이 수직하게 배치된 각도조절 롤러 안내 홈(65)과 이루는 각도를
Figure pat00002
라 하고 조파판 상단 힌지(50)로부터 플랩 각도조절 롤러(60)까지의 길이를
Figure pat00003
이라하고 플랩(55)과 조파판(40)이 이루는 각도를
Figure pat00004
로 나타내면 각 변화량이 작은 경우에 부재의 길이와 각도 사이에는
Figure pat00005
의 관계가 성립하게 된다. 즉 조파판(40)의 길이
Figure pat00006
이 정해 졌을 때 조파판 상단 힌지(50)로부터 플랩 각도조절 롤러(60)까지의 길이
Figure pat00007
을 정하여 주면 플랩의 각 변화를 조절할 수 있음을 알 수 있다.
[0029] 이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치를 설계하는 과정에서 조파판(40)의 길이
Figure pat00008
과, 조파판 상단 힌지(50)로부터 플랩 각도조절 롤러(60)까지의 길이
Figure pat00009
을 선정하여 조파판(40)의 각 운동과 연동되어 플랩(55)의 각 운동을 증폭시킬 수 있도록 고안한 것이다.
[0030] 새로이 고안된 파랑발생장치를 도 5에서 표기한바와 같이 수심이
Figure pat00010
인 곳에 설치하였을 때 조파판 상단 힌지 점은 깊이
Figure pat00011
까지 잠긴다고 하자. 만일
Figure pat00012
이라면 파랑발생장치는 종래의 기술에서 사용하여온 상단의 스트로크가
Figure pat00013
인 단일 플랩 파랑발생장치가 된다. 단일 플랩 파랑발생장치가 작동할 때 발생되는 파고와 스트로크의 비를 섭동이론(攝動理論)에 따라 1차 근사해를 구하면 파수(波數, wave number)를
Figure pat00014
라 할 때 1식과 같이 표시할 수 있다.
Figure pat00015
(1)
[0031] 그리고 본 발명에서 창안된 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치에 대한 이론 해를 동일한 방법으로 구하면 (2)식과 같은 결과가 얻어진다.
Figure pat00016
(2)
[0032] 따라서, 발명에서 제안된 파랑발생장치의 파고 발생성능을 나타내는 (2)식의 우변과 종래 사용하여온 단일 플랩방식의 파랑발생장치의 파고 발생성능을 나타내는 (1)식의 우변으로부터 차이를 구하면 (3)식이 얻어지며 그 값은 본 발명에 의하여 향상되는 파고 발생성능을 나타내게 된다.
Figure pat00017
(3)
[0033] 앞에서 주어진 (1)식과 (2)식 그리고 (3)식을
Figure pat00018
인 경우를 계산하면 도 6과 같은 계산 결과가 얻어진다. 이 결과에서 확인 되는 바와 같이 본 발명에 따라서 조파판 길이의 1/3의 길이를 가지는 플랩을 붙인 파랑발생장치는 종래의 단일 플랩 방식의 파랑발생장치에 비하여 파고 발생 성능이 약 30%정도 향상되는 것을 확인 수 있다.
[0034] 본 발명은 동력원으로 감속 모터(10)를 사용하고 감속모터의 출력축을 축이음부(15)로 액츄에이터(20)의 입력 축과 연결하여 액츄에이터를 작동시켜 적절한 직선 왕복 조화운동을 발생시키고, 액츄에이터 출력축을 피봇 힌지(25)에서 조파판 구동 링크(30)와 연결하고, 조파판 구동 링크의 다른 쪽 끝 부분이 조파판(40)에 설치되어 있는 조파판 구동 힌지(35)에 연결함으로쏘 액츄에이터에서 발생된 직선 왕복 조화운동이 조파판 하단 힌지(45)를 중심으로 조파판(40)이 왕복 조화 각운동으로 변환되도록 한다.
[0035] 조파판(40)은 상단에 설치된 조파판 상단 힌지(50)에서 플랩(55)과 연결된다. 플랩(55)은 조파판 상단힌지를 중심으로 자유롭게 각 회전을 일으킬 수 있으나 플랩(55)의 아래쪽으로 뻗쳐진 부분에는 플랩 각도조절 롤러(60)가 설치되어 있고, 플랩 각도조절 롤러(60)는 각도조절 롤러 안내 홈(65)를 벗어나지 못하도록 구속됨으로 플랩(55)의 각 변화는 일정한 값을 가지게 된다. 이 때 조파판(40)의 길이
Figure pat00019
과 조파판 상단 힌지(50)로부터 플랩 각도조절 롤러(60)까지의 거리
Figure pat00020
을 조절함으로써 플랩(55)이 각도조절 롤러 안내 홈(65)을 기준으로 이루는 각도가 정하여지게 된다.
[0036] 각도조절 롤러 안내 홈(65)와 조파판(40)이 이루는 각도를
Figure pat00021
라 하고 조파판(40)과 플랩(55)가 이루는 각도를
Figure pat00022
라 하면 조파판(40)이
Figure pat00023
만큼 각변화를 일으켰을 때 플랩(55)는 각도조절 안내 홈(65)에 대하여
Figure pat00024
의 각을 이루게 된다. 그리고 조파판각
Figure pat00025
와 플랩각
Figure pat00026
사이에는 간단한 기하학적 관계로부터
Figure pat00027
의 관계가 설립한다. 따라서 파랑발생장치를 설계하며 길이
Figure pat00028
Figure pat00029
을 선정함으로써 플랩(55)의 각변화를 지정할 수 있으며 그에 따라서 얻어지는 파고와 스트로크의 비를 계산 할 수 있어서 파고 발생 성능이 강화된 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치를 결정할 수 있게 된다.
10 : 감속모터 15 : 축이음부
20 : 액츄에이터 25 : 피봇 힌지
30 : 조파판 구동 링크 35 : 조파판 구동 힌지
40 : 조파판 45 : 조파판 하단 힌지
50 : 조파판 상단 힌지 55 : 플랩
60 : 플랩 각도조절 롤러 65 : 각도조절 롤러 안내 홈

Claims (4)

  1. 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치(100)에 있어서,
    동력을 발생시키는 감속모터(10);
    상기 감속모터(10)와 축이음부(15)에 의해 연결된 액츄에이터(20); 및
    상기 엑츄에이터(20)의 운동에 의해 왕복조화 각 운동을 하는 조파판(40)을 포함하되,
    상기 조파판(40)의 상단에 힌지로 연결된 플랩(55)이 더 연결되고,
    상기 플랩(55)은 상기 조파판과 링크로 연결되어 동력을 전달받음으로써 상기 조파판(40)보다 더 큰 각으로 왕복조화운동을 하는 것을 특징으로 하는 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터(20)가 직선왕복 조화운동을 생성하는 것을 특징으로 하는 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액츄에이터(20)로부터 생성되는 운동을 피봇 힌지(25)에서 전달 받아 조파판 구동힌지(35)까지 운동을 전달하는 조파판 구동 링크(30)를 더 포함하고,
    상기 조파판은 상기 조파판 구동 힌지(35)와 연결되고, 조파판의 하단 부분에는 시험시설의 고정구조물에 설치된 조파판 하단힌지(45)가 설치되어 상기 조파판 하단힌지(45)를 중심으로 조화왕복 각운동을 일으키며,
    상기 플랩(55)은 상기 조파판(40)의 상단에 설치된 조파판 상단 힌지(50)와 결합되어 각 변화를 일으키고,
    상기 플랩(55)의 하부에는 상기 플랩(55)의 각도를 조절하기 위한 플랩 각도조절 롤러(60)와 각도조절 롤러 안내 홈(65)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치
  4. 제3항에 있어서
    상기 조파판(40)의 길이와 상기 조파판 상단 힌지(50)로부터 상기 플랩 각도조절 롤러(60)까지의 거리의 비를 조절함으로써 상기 플랩(55)의 각 변위가 조절되는 것을 특징으로 하는 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치
KR1020180000296A 2018-01-02 2018-01-02 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치 KR20190082555A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180000296A KR20190082555A (ko) 2018-01-02 2018-01-02 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180000296A KR20190082555A (ko) 2018-01-02 2018-01-02 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190082555A true KR20190082555A (ko) 2019-07-10

Family

ID=67255061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180000296A KR20190082555A (ko) 2018-01-02 2018-01-02 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190082555A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102227619B1 (ko) 2020-06-03 2021-03-15 (주)레이데코 Foled 발광 시스템을 이용한 미용 및 의료용 foled마스크
CN113060783A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 江西师范大学 一种库塘小水体水环境治理用处理剂均匀投放装置
CN113295380A (zh) * 2021-06-08 2021-08-24 哈尔滨工程大学 一种造浪装置
CN114235337A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 长安大学 一种推波板式造波机及其工作方法
CN114852280A (zh) * 2022-06-02 2022-08-05 上海交通大学 一种摆动翼板在波浪中的推进性能测试装置
KR20230015036A (ko) * 2021-07-22 2023-01-31 이미애 가상 힌지 점에서 조파판이 각 동요하는 복합식 파랑 발생 장치
CN116902164A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 常州市戍海智能技术有限公司 一种无人船航行稳定性能模拟试验系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102227619B1 (ko) 2020-06-03 2021-03-15 (주)레이데코 Foled 발광 시스템을 이용한 미용 및 의료용 foled마스크
CN113060783A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 江西师范大学 一种库塘小水体水环境治理用处理剂均匀投放装置
CN113295380A (zh) * 2021-06-08 2021-08-24 哈尔滨工程大学 一种造浪装置
CN113295380B (zh) * 2021-06-08 2023-03-24 哈尔滨工程大学 一种造浪装置
KR20230015036A (ko) * 2021-07-22 2023-01-31 이미애 가상 힌지 점에서 조파판이 각 동요하는 복합식 파랑 발생 장치
CN114235337A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 长安大学 一种推波板式造波机及其工作方法
CN114852280A (zh) * 2022-06-02 2022-08-05 上海交通大学 一种摆动翼板在波浪中的推进性能测试装置
CN116902164A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 常州市戍海智能技术有限公司 一种无人船航行稳定性能模拟试验系统
CN116902164B (zh) * 2023-09-14 2023-11-21 常州市戍海智能技术有限公司 一种无人船航行稳定性能模拟试验系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190082555A (ko) 조파판에 플랩이 붙여진 선박모형 시험용 파랑발생장치
Assi et al. Low drag solutions for suppressing vortex-induced vibration of circular cylinders
JP5689485B2 (ja) 内部反動質量及びバネを用いた波力エネルギ変換器
Ding et al. Higher-order gap resonance between two identical fixed barges: A study on the effect of water depth
Salter Wave energy: Nostalgic Ramblings, future hopes and heretical suggestions
Durand et al. Experimental validation of the performances of the SEAREV wave energy converter with real time latching control
Lea et al. Scale model testing of a commercial rim-driven propulsor pod
KR20190099583A (ko) 조파판 상단과 하단을 독립적으로 제어하는 선박모형 시험용 파랑발생장치
US3691516A (en) Acoustic pulse generator utilizing a mechanism for changing the natural frequency of oscillation
CN104968930A (zh) 能量转换器和能量转换系统
Stansby et al. Slack-moored semi-submersible wind floater with damping plates in waves: Linear diffraction modelling with mean forces and experiments
Thomas et al. Float response within an array: Numerical and experimental comparison
CN109885982A (zh) 基于功率预测与最大俘获宽度比跟踪的波浪发电方法
Cochet et al. Two-component axisymmetricwave-energy absorber-analysis of dynamics and geometric proportions
Folley et al. The adequacy of phase-averaged models for modelling wave farms
Wei Pushing the vibrator ground‐force envelope towards low frequencies
O'Dea et al. Numerical studies of directional wavemaker performance
CN203839698U (zh) 一种声光偏转激光光束角度自动控制装置
Sell et al. A Self-zeroing position controller for oscillating surge wave energy converters with strong asymmetry
Liu et al. Simplified BEM-based mathematical model for bottom-hinged oscillating wave surge converters under large-amplitude regular waves
Ishii et al. Coupled-mode vibration of gates with simultaneous over-and underflow
Wilson Low-frequency dispersion in bubbly liquids
Kazi et al. Hydrodynamic interaction between a fixed and a floating cylinder
Leont'ev Randomly breaking waves and surf-zone dynamics
KR102529646B1 (ko) 가상 힌지 점에서 조파판이 각 동요하는 복합식 파랑 발생 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant