WO2018182171A1 - 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법 - Google Patents

운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법 Download PDF

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WO2018182171A1
WO2018182171A1 PCT/KR2018/001817 KR2018001817W WO2018182171A1 WO 2018182171 A1 WO2018182171 A1 WO 2018182171A1 KR 2018001817 W KR2018001817 W KR 2018001817W WO 2018182171 A1 WO2018182171 A1 WO 2018182171A1
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WO
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resistance
calculation
wave
speed
equation
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/001817
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English (en)
French (fr)
Inventor
신명수
기민석
박범진
이경중
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
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Definitions

  • the present invention is to analyze the energy efficiency of the ship, more specifically, the operation data and model test including the measurement data directly measured in the ship in operation and the climate data for the sea area for the energy efficiency analysis of the ship in operation
  • the present invention relates to a method for analyzing the speed and power of the standard operating state of a ship so that it can analyze and provide the energy efficiency of the ship in operation by using the characteristic data of the ship including the data and the target ship data specifying the analysis options.
  • Ships consume less fuel than cargo, but they consume the most fuel because they carry the most cargo. In order to save energy globally, it is necessary to ensure optimum energy efficiency in the operation of ships. In the case of ships, shipyards are carrying out ship-power analysis when the ship is built, but ship-power analysis is required for the calculation of energy efficiency even in ships operating in the sea area.
  • Republic of Korea Patent Publication No. 10-1042334 discloses a technique for optimizing the energy efficiency during the operation of the vessel by saving the fuel of the vessel by collecting the reference ship specifications, reference flight data and calculating the optimal RPM. .
  • Korean Patent Publication No. 10-2015-0050036 discloses that an automatic calculation module monitors information necessary for preparing a Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) of a ship in real time, and a SEEMP report generation module is a SEEMP methodology.
  • SEEMP Ship Energy Efficiency Management Plan
  • a SEEMP report generation module is a SEEMP methodology.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-1042334
  • Patent Document 2 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0050036
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, by converting the energy efficiency that varies depending on the operating conditions and environment to the energy efficiency in the selected standard operating state, the energy efficiency can be objectively analyzed or evaluated
  • the purpose is to present a method.
  • the characteristic data of the ship including the measurement data and the climate data measured on the ship and the test data of the ship including the model test data and the target ship data specifying the analysis options, air, blue
  • the total resistance and hydrostatic horsepower are estimated, and the ship's posture change power analysis and the ship's ship-power analysis and the standard operating state ship-power analysis
  • the resistance calculation unit 40 affects the vessel from the operational data including the measurement data measured in the analysis vessel being operated and the climate data in the sea area, and the characteristic information of the vessel and the target vessel data including model test results or analysis options.
  • the ship-power analysis process for estimating the total resistance for the ship-power analysis by the ship speed-power analysis unit 50 and correcting the additional resistance calculated by the resistance calculation unit 40 to estimate the hydrostatic horsepower, which is the horsepower under ideal conditions. (S300);
  • Standard operating state speed-power analysis unit 70 is a standard operating state speed-power analysis process (S500) for performing the standard operating state speed-power analysis in consideration of the defined standard operating state and additional resistance; It is done.
  • S500 standard operating state speed-power analysis process
  • Measurement data which is the data measured by the vessel in operation
  • Wave's significant wave height (Sea_height (H W1 / 3 )), Wave's direction (Sea_direction (D W )), Wave's period (Sea_period (T W )), Wave's wave height (Swell_height (H S1 / 3 )) ), The direction of the swelling wave (Swell_direction (D S )), the period of the swelling wave (Swell_period (T S )).
  • the resistance calculation unit 40 is one of the air resistance calculation unit 41, the blue middle added resistance calculator 43, the seawater temperature added resistance calculator 44, the steering angle added resistance calculator 45 or the drift angle added resistance calculator 47 Including the above,
  • An additional resistance calculation process according to the seawater temperature at which the seawater temperature resistance calculation unit 44 calculates the seawater temperature additional resistance which is an increase in resistance according to the water temperature change and the seawater density difference (S230);
  • a steering angle adding resistance calculation process of the steering angle adding resistance calculating unit 45 calculating a steering angle adding resistance which is an increase in resistance according to the steering angle (S240); or
  • a drift angle added resistance calculation process of the drift angle added resistance calculating unit 47 calculating a drift angle added resistance that is an increase in resistance according to the drift angle (S250); It may comprise one or more of.
  • Input wind speed and wind direction are divided into measurement data and climate data,
  • air resistance is calculated by calculating relative wind speed and relative wind direction, deriving air resistance coefficient, and air resistance calculation.
  • V WR is the relative wind speed measured at the instrument height
  • V WT is the absolute wind speed at the instrument height
  • GPS is the ship's heading
  • WR is the relative wind direction at the instrument height
  • WT is the absolute instrument height. Wind direction
  • V WTref is the absolute wind speed at the reference height
  • Z ref is the reference height (usually 10 m)
  • Z a is the instrument height
  • V WRref relative wind speed at reference height
  • ⁇ WRref relative wind direction at reference height
  • the air resistance coefficient derivation is performed using any one of a wind tunnel test, an ITTC chart, or a Fujiwara regression equation.
  • Equation 6 to 9 R AA : air additional resistance, ⁇ : Air density, C AA : air resistance coefficient; C AA (0) means air resistance coefficient at head wind, ⁇ WRref : relative wind direction at reference height, A XV : transverse projection area above the waterline including superstructure, V WRref : at reference height Relative wind speed, V G : Earth speed of the measuring vessel)
  • the air resistance calculation is,
  • R AA is the additional air resistance
  • ⁇ is the air density
  • C AA is the coefficient of air resistance
  • WRref is the relative wind direction at the reference height.
  • a XV transverse projection area above the waterline, including superstructure
  • VWRref relative wind speed at reference height
  • V G earth speed of the measuring vessel).
  • Wave input data is divided into measurement data and climate data
  • wave input data is used to calculate additional resistance by motion, additional resistance calculation by reflected wave, and additional resistance and reflection wave by motion for each of the wind driven wave and swell wave.
  • R AWL the individual wave weighting resistance
  • the relative wave calculation calculates the measured wave data as a relative wave using vector processing
  • ⁇ seawater density
  • g gravitational acceleration
  • ⁇ A wave amplitude
  • L PP ship's length between ships
  • B ship's width
  • F r Froude number
  • kyy y-axis Radius of inertia
  • C B non-square coefficient
  • T M draft in the central section
  • I 1 modified Bessel function of the first kind of order 1
  • K 1 modified Bessel function of the second
  • the resistance increase amount R AWRL of the regular wave due to the reflected wave is calculated by kind of order 1
  • k wave number
  • the additional resistance R AWL in the individual waves is calculated by
  • the wave weighting resistance (R AW ) calculation is calculated as the wave weighting resistance (R AW ) by summing individual wave weighting resistances (R AWL ) for each of the wind driven wave and the swell. It is.
  • ⁇ seawater density
  • ⁇ 0 seawater density at reference water temperature
  • C F frictional resistance coefficient at measured water temperature
  • C F0 frictional resistance coefficient at reference temperature
  • S Wetted surface area
  • V S logarithmic speed
  • C T0 total resistance coefficient at the reference temperature.
  • Hydrostatic horsepower estimating process 53 of hydrostatic horsepower estimator 53 of the ship speed-power analysis unit 50 corrects the additional resistance calculated by the resistance calculation unit 40 to estimate the hydrostatic horsepower (ideal condition power) which is an ideal horsepower. It may be made, including (S320).
  • the total resistance is estimated by performing the total resistance (R T ) calculation using the total resistance coefficient.
  • the forward ratio (J) is calculated by selecting the forward ratio (J) as the forward ratio (J) at the operating point corresponding to the torque coefficient from the POW (Propeller open sate test) test result,
  • the absolute altitude horsepower (P id ) is estimated by performing the absolute current direction calculation, the algebraic speed calculation, the propulsive efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient), and the horsepower calculation.
  • the absolute algae direction calculation when digging the algae and using the value measured in the radar converts the relative algae direction to the absolute algae direction through vector processing,
  • the algebraic velocity calculation is performed by vector processing to calculate the algae corrected algebraic velocity
  • the propulsion efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient) calculation is,
  • ⁇ Dms is the propeller efficiency factor under operating conditions
  • V S algebraic velocity (algebraic flux)
  • P Dms transmission horsepower
  • V S algebraic velocity (algebraic flux)
  • the present invention having the above-described configuration, in consideration of the target ship data specifying the unique characteristic data and analysis options of the ship including the flight data including the measurement data and climate data measured by the operating ship and model test data, After calculating the resistance acting on the ship by air, wave, sea temperature, steering angle, and drifting angle, the total resistance and hydrostatic horsepower are estimated, the hull posture change dynamic analysis and the ship's velocity-power analysis and the standard operating condition -By performing the power analysis, the energy efficiency of the ship can be calculated with high reliability. In other words, by converting the energy efficiency of the environment and operating conditions that change from time to time to the energy efficiency of the selected standard operating conditions, the energy efficiency can be objectively analyzed or evaluated.
  • FIG. 1 is a block diagram of a standard operating state speed-power analysis system 100 of a navigation ship according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating air resistance calculation by the air resistance calculation unit 41 in the configuration of FIG. 1.
  • 3A to 3B show an ITTC chart for derivation of the air resistance coefficient C X.
  • FIG. 4 is a diagram showing input parameters used in Fujiwara regression equation.
  • FIG. 5 is a diagram showing separate calculations of measurement data and climate data of the addition resistance calculation in the blue wave by the wave addition resistance calculating unit 43;
  • 6 is a view showing a calculation procedure of the seawater temperature added resistance according to the seawater temperature by the seawater temperature added resistance calculation unit 44;
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a total resistance estimation procedure using the total resistance estimation unit 51 and a total resistance calculation procedure using the total resistance coefficient.
  • FIG. 9 is a view showing a POW (Propeller open sate test) test results of the embodiment for the calculation of the forward ratio (J).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure for calculating the constant gravity horsepower according to the logarithmic speed, the climate data, and the wave height radar by the constant gravity horsepower calculation unit 53;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure for calculating the constant gravity horsepower according to the logarithmic speed, the climate data, and the wave height radar by the constant gravity horsepower calculation unit 53;
  • 11 is a flow chart showing a process of the standard operating state speed-power analysis method of a navigation ship according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing a detailed processing of the resistance calculation process (S200) of the processing of FIG.
  • FIG. 13 is a view illustrating a detailed processing of the ship speed-power analysis process S300 among the processing of FIG. 11;
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a standard operating state ship-power analysis system 100 of a navigation ship according to an embodiment of the present invention.
  • the standard operating state speed-power analysis system of the navigation ship includes a navigation data input unit 10, a target ship data input unit 20, a navigation data filtering unit 30, an air resistance calculation unit 41, and a wave middle part.
  • the operation data input unit 10 is configured to input the operation data including the measurement data measured in the operating vessel and the climate data in the operating sea area of the operating vessel.
  • the measurement data which is the data measured by the ship in operation, data measurement time (UTC), ground speed (V G ), log speed (V S ), propeller rotation speed (n ms ), shaft horsepower (P Sms ) , brake horsepower (P Bms), a charitable direction _Gyro ( ⁇ gyro), a charitable direction _GPS ( ⁇ GPS), depth (h), the displacement of the voyage Airport ( ⁇ 2), trim (draft players (draught_fp), stern Draft (draught_ap) includes one or more of seawater temperature (TS), seawater density ( ⁇ ), rudder angle ( ⁇ ) or drift angle ( ⁇ ).
  • the target vessel data input unit 20 is configured to input the target vessel data including the characteristic information of the vessel required for the ship-power analysis and the model test result or analysis option, and to specify the options required for the analysis.
  • the target vessel data includes air resistance coefficient reference height (Z ref ), wind vane height (Z a ), width (B), overall length (L OA ), length between water lines (L PP ), and maximum cross-sectional area above water lines (A XV ).
  • the flight data filtering unit 30 is configured to remove noise by removing a value outside the reference value among the flight data and the target ship data.
  • the resistance calculation unit 40 includes a measurement data measured by an analysis target vessel in operation and climate data in a navigational area, and a target vessel data including characteristic information and model test results or analysis options of the vessel. It is configured to output the resistance obtained by calculating and summing one or more of air resistance, wave weighted resistance, seawater temperature added resistance, steering angle added resistance or stray angle added resistance.
  • the resistance calculator 40 includes an air resistance calculator 41, a wave weighted resistance calculator 43, a seawater temperature added resistance calculator 44, a steering angle added resistance calculator 45 and a drift angle added resistance calculator ( 47).
  • the air resistance calculation unit 41 is configured to calculate the air resistance according to the measured wind speed and the wind direction data measured and climate data.
  • FIG. 2 is a view showing an air resistance calculation procedure (air resistance calculation process S210, see FIG. 11) by the air resistance calculation unit 41. As shown in FIG.
  • the air resistance calculator 41 divides the input wind speed and the wind direction into measurement data and climate data, and in the case of measurement data, calculates the absolute wind speed and the absolute wind direction with respect to the direction of the ship's traveling with respect to the input wind speed and the wind direction. Calculate the air resistance by calculating the relative wind speed, relative wind direction, deriving air resistance coefficient, and air resistance calculation.
  • air resistance is calculated by calculating relative wind speed and relative wind direction, deriving air resistance coefficient, and air resistance calculation.
  • V WR is the relative wind speed measured at the instrument height
  • V WT is the absolute wind speed at the instrument height
  • GPS is the ship's heading
  • WR is the relative wind direction at the instrument height
  • WT is the absolute instrument height. Wind direction) is used to calculate the absolute wind speed and absolute wind direction at the instrument height using the relative wind speed and relative wind direction measured at the instrument height.
  • the height correction in consideration of the difference between the reference height and the solid line wind vane height, which is the wind tunnel test measurement position,
  • V WTref absolute wind speed at reference height
  • Z ref reference height (usually 10m)
  • Z a instrument height
  • V WRref relative wind speed at reference height
  • ⁇ WRref relative wind direction at reference height
  • the air resistance coefficient derivation is performed using either a wind tunnel test, an ITTC chart, or a Fujiwara regression equation.
  • FIG. 3A to 3B are diagrams showing an ITTC chart for deriving the air resistance coefficient C X
  • FIG. 4 is a diagram showing input parameters used in the Fujiwara regression equation.
  • R AA Air additional resistance
  • ⁇ Air density
  • C AA air resistance coefficient
  • C AA (0) means air resistance coefficient at head wind
  • ⁇ WRref relative wind direction at reference height
  • a XV transverse projection area above the waterline including superstructure
  • V WRref at reference height
  • V g Measurement of the ship's ground speed.
  • the air resistance calculation is,
  • R AA is the additional air resistance
  • ⁇ is the air density
  • C AA is the coefficient of air resistance (C AA (0) is the coefficient of air resistance at the head wind)
  • WRref is the relative wind direction at the reference height.
  • a XV calculates an air resistance (RAA) by the ground speed of the measurement vessel) above the waterline transversely projected area, including the superstructure
  • WRref V relative velocity, V G at the reference height.
  • the wave weighted resistance calculation unit 43 is configured to calculate the added resistance applied to the ship by the blue wave.
  • FIG. 5 is a diagram showing separate calculations of measurement data of climate added resistance calculation and climate data by the wave added resistance calculation unit 43.
  • the wave weighted resistance calculator 43 calculates the wave weighted resistance by dividing the wave input data into measurement data and climate data as shown in FIG. 5.
  • the additional resistance by motion is applied to each of the wind driven wave and the swell using wave input data.
  • the individual wave weighting resistance is calculated by adding the additional resistance by the reflected wave.
  • the input data is climate data, relative wave calculation, additional resistance calculation by motion, additional resistance calculation by reflected wave, and motion for each of the wind driven wave and the swell using the wave input data individual blue central acquired by adding the additional resistance due to the additional resistor and the reflected wave due to the resistance by performing a calculation (R AWL) is a blue central calculates the resistance.
  • a wave weighting resistance (R AW ) is calculated by summing two individual wave weighting resistances (R AWL ) calculated for each of the wind driven wave and the swell. Calculate the wave weighting resistance.
  • the relative wave calculation calculates the measured wave data as the relative wave by using vector processing.
  • ⁇ seawater density
  • g gravitational acceleration
  • ⁇ A wave amplitude
  • L PP ship's length between ships
  • B ship's width
  • F r Froude number
  • kyy y Rotational inertia about the axis
  • C B non-square coefficient.
  • T M draft in the central section
  • I 1 modified Bessel function of the first kind of order 1
  • K 1 modified Bessel function of the The increase in resistance (R AWRL ) of the regular wave due to the reflected wave is calculated according to the second kind of order 1)
  • k wave number.
  • R wave R AWML + R AWRL
  • S ⁇ wave spectrum
  • the wave weighting resistance (R AW ) calculation is calculated as the wave weighting resistance (R AW ) by summing individual wave weighting resistances (R AWL ) for each of the wind driven wave and the swell. Do this.
  • FIG. 6 is a view showing a calculation procedure of the seawater temperature added resistance according to the seawater temperature by the seawater temperature added resistance calculation unit 44.
  • the seawater temperature added resistance calculator 44 calculates frictional resistance based on the measured seawater temperature and density, and calculates frictional resistance coefficients based on reference seawater temperature (15 ° C) and density (1026kg / m 3 ), and seawater temperature and It is configured to calculate the added resistance according to the seawater temperature by performing the frictional resistance coefficient calculation based on the density, the resistance calculation based on the reference seawater temperature and the density, and the additional resistance calculation based on the seawater temperature.
  • ⁇ seawater density
  • ⁇ 0 seawater density at reference water temperature
  • C F frictional resistance coefficient at measured water temperature
  • C F0 frictional resistance coefficient at reference temperature
  • S submerged surface area
  • V S log speed
  • C T0 total resistance coefficient at reference temperature.
  • FIG. 7 is a graph for deriving a resistance deduction fraction due to steering according to a steering angle.
  • the steering angle addition resistance calculation unit 45 calculates the steering angle addition resistance calculation unit 45,
  • the flux-power analysis unit 50 includes a total resistance estimation unit 51 for estimating the total resistance for the flux-power analysis; And a constant gravity horsepower estimator 53 for correcting the additional resistance calculated by the resistance calculator 40 to estimate the constant condition power, which is the horsepower of the ideal condition.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a total resistance estimation procedure by the total resistance estimation unit 51 and a total resistance calculation procedure using the total resistance coefficient.
  • the total resistance estimation unit 51 is configured to estimate the total resistance coefficient or calculate the total resistance using the total resistance coefficient.
  • the total resistance estimation unit 51 calculates a transmission horsepower (P Dms ), a torque coefficient (K Q ) calculation, a forward ratio (J) calculation, and a thrust coefficient (K T ) when the return current ratio is used. ), The load coefficient ( ⁇ ) calculation, the return ratio ( ⁇ estimated ) calculation, and the total resistance (R T ) calculation are performed to estimate the total resistance, and when using the total resistance coefficient, the total resistance ( R T ) to calculate the total resistance.
  • P Dms transmission horsepower
  • K Q torque coefficient
  • J forward ratio
  • K T thrust coefficient
  • the forward ratio (J) calculation selects the forward ratio (J) as the forward ratio (J) at the operating point corresponding to the torque coefficient from the POW (Propeller open sate test) test result.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a POW (Propeller open sate test) test result of an embodiment for calculating the forward ratio J.
  • POW Propeller open sate test
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure for calculating the constant gravity horsepower according to the logarithmic speed, the climate data, and the wave height radar by the constant gravity horsepower calculation unit 53.
  • the hydrostatic gravity calculation unit 53 When applying the logarithmic speed (algebraic flux) (V S ), the hydrostatic gravity calculation unit 53 performs propulsive efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient) and then performs horsepower calculation, and calculates climate data. In case of application, algebraic speed calculation, propulsive efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient) is performed, and horsepower calculation is performed. When pago radar data is applied, absolute bird direction calculation, algebraic speed calculation, propulsion efficiency coefficient After calculating ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient), horsepower calculation is performed to estimate hydrostatic horsepower (P id ).
  • the absolute algae direction calculation when digging the algae and using the value measured in the radar converts the relative algae direction to the absolute algae direction through vector processing,
  • the algebraic velocity calculation is performed by vector processing to calculate the algal corrected algebraic velocity.
  • the propulsion efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient) calculation is,
  • R AS added resistance according to seawater temperature
  • R AA air resistance
  • R AW blue middle added resistance
  • R T total resistance
  • the hull posture change power analysis unit 60 The hull posture change power analysis unit 60,
  • 11 is a flow chart showing the process of the standard operating state ship-power analysis method of a navigation ship according to an embodiment of the present invention.
  • the standard operating state speed-power analysis method of the ship includes a flight data filtering process (S100), a resistance calculation process (S200), a ship-power analysis process (S300), and a hull posture change power analysis process (S400). And standard operating state speed-power analysis process (S500).
  • the flight data filtering unit 30 is a value out of the reference value of the flight data and the target vessel data
  • the operation data filtering process (S100) of removing noise by removing the noise is performed.
  • the resistance calculation unit 40 from the operation data including the measurement data measured in the analysis target vessel in operation and the climate data in the operation area, and the target vessel data including the characteristic information and model test results or analysis options of the vessel
  • a resistance calculation process (S200) is performed to output resistance obtained by calculating one or more of air resistance, wave weighted resistance, seawater temperature added resistance, steering angle added resistance, or drifting angle added resistance applied to the vessel.
  • the ship speed-power analysis unit 50 estimates the total resistance for the ship speed-power analysis, and corrects the additional resistance calculated by the resistance calculation unit 40 to estimate the hydrostatic horsepower, which is horsepower under ideal conditions. Perform a power analysis process (S300).
  • the hull posture change power analysis unit 60 performs a hull posture change power analysis process (S400) to perform the flux correction and trim correction for the hydrostatic horsepower by performing the ship speed-power analysis in the plain water.
  • S400 hull posture change power analysis process
  • the standard operating state speed-power analysis unit 70 performs the standard operating state speed-power analysis process (S500) which performs the standard operating state speed-power analysis considering the defined standard operating state and additional resistance.
  • S500 standard operating state speed-power analysis process
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a detailed processing of the resistance calculation process S200 of the processing of FIG. 11.
  • the drift angle added resistance calculator (4 7) may include one or more of the drift angle added resistance calculation process (S250) for
  • the input wind speed and wind direction are divided into measurement data and climate data, and in the case of measurement data, the absolute wind speed and absolute wind direction calculation and height correction for the traveling direction of the ship with respect to the input wind speed and wind direction.
  • the air resistance is calculated by calculating the relative wind speed and relative wind direction, deriving air resistance coefficient, and air resistance calculation from the instrument height (reference height) .
  • relative wind speed and relative wind speed and wind direction are inputted. Wind resistance calculation, air resistance coefficient calculation, air resistance calculation are performed to calculate air resistance.
  • V WR is the relative wind speed measured at the instrument height
  • V WT is the absolute wind speed at the instrument height
  • GPS is the ship's heading
  • WR is the relative wind direction at the instrument height
  • WT is the absolute instrument height. Wind speed) to calculate absolute wind speed and absolute wind direction.
  • the height correction in consideration of the difference between the reference height and the solid line wind vane height, which is the wind tunnel test measurement position,
  • V WTref is the absolute wind speed at the reference height
  • Z ref is the reference height (usually 10 m)
  • Z a is the instrument height
  • V WRref relative wind speed at reference height
  • ⁇ WRref relative wind direction at reference height
  • the air resistance coefficient derivation is performed using either a wind tunnel test, an ITTC chart, or a Fujiwara regression equation.
  • R AA air additional resistance
  • p Air density
  • C AA air resistance coefficient
  • C AA (0) means air resistance coefficient at head wind
  • ⁇ WRref relative wind direction at reference height
  • a XV transverse projection area above the waterline including superstructure
  • V WRref at reference height
  • V g Measurement of the ship's ground speed.
  • the air resistance calculation is,
  • R AA is the additional air resistance
  • ⁇ is the air density
  • C AA is the coefficient of air resistance
  • WRref is the relative wind direction at the reference height.
  • a XV transverse projection area above the waterline, including superstructure
  • VWRref relative wind speed at reference height
  • V G earth speed of the measuring vessel).
  • the wave weighted resistance calculation process (S220) divides the wave input data into measurement data and climate data, and in the case of measurement data, applies the wave input data to each of the wind driven wave and the swell wave. Calculation of additional resistance by motion, calculation of additional resistance by reflected wave, and calculation of additional wave weight resistance (R AWL ) by adding additional resistance by motion and additional resistance by reflected wave. Using the input data, the relative wave calculation, the additional resistance calculation by motion, the additional resistance calculation by reflected wave, the additional resistance by motion and the reflected wave are added to each of the wind driven wave and swell wave.
  • the relative wave calculation calculates the measured wave data as the relative wave using vector processing.
  • ⁇ seawater density
  • g gravitational acceleration
  • ⁇ A wave amplitude
  • L PP ship's length between ships
  • B ship's width
  • F r Froude number
  • kyy y-axis Inertia rotation radius
  • C B non-square coefficient
  • T M draft in the central section
  • I 1 modified Bessel function of the first kind of order 1
  • K 1 modified Bessel function of the The increase in resistance (R AWRL ) of the regular wave due to the reflected wave is calculated according to the second kind of order 1)
  • k wave number.
  • R wave R AWML + R AWRL
  • S ⁇ wave spectrum
  • the wave weighting resistance (R AW ) calculation is calculated as the wave weighting resistance (R AW ) by summing individual wave weighting resistances (R AWL ) for each of the wind driven wave and the swell. It is.
  • the additional resistance calculation process according to the seawater temperature (S230), the frictional resistance calculation based on the measured seawater temperature and density, the friction coefficient of friction calculation by reference seawater temperature (15 °C) and density (1026kg / m 3 ) Calculate additional resistance according to seawater temperature by calculating friction resistance coefficient by seawater temperature and density, resistance calculation by reference seawater temperature and density, and additional resistance calculation by seawater temperature.
  • ⁇ seawater density
  • ⁇ 0 seawater density at reference water temperature
  • C F frictional resistance coefficient at measured water temperature
  • C F0 frictional resistance coefficient at reference temperature
  • S Wetted surface area
  • V S logarithmic speed
  • C T0 total resistance coefficient at the reference temperature.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed process of the ship speed-power analysis process S300 among the processes of FIG. 11.
  • a total resistance estimation process in which the total resistance estimation unit 51 of the ship speed-power analysis unit 50 estimates the total resistance for the ship speed-power analysis S310.
  • hydrostatic horsepower estimation unit 53 of the ship speed-power analysis unit 50 corrects the additional resistance calculated by the resistance calculation unit 40 to estimate the hydrostatic horsepower (ideal condition power) which is the horsepower of the ideal condition.
  • the process (S320); comprises a.
  • total resistance (R T ) is calculated using the total resistance coefficient to estimate the total resistance.
  • the forward ratio J is selected as the forward ratio J from the result of the POW (Propeller open sate test) test.
  • the ⁇ estimated calculation can be obtained from model test results or
  • the absolute altitude horsepower (P id ) is estimated by performing the absolute current direction calculation, the algebraic speed calculation, the propulsive efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient), and the horsepower calculation.
  • the absolute algae direction calculation when using the value measured in the radar digging birds and converts the relative algae direction to the absolute algae direction through the vector processing (vector processing).
  • the algebraic velocity calculation performs vector processing to calculate the algal corrected algebraic velocity.
  • the propulsion efficiency coefficient ( ⁇ Did : propulsive efficiency coefficient) calculation is,
  • R AS added resistance according to seawater temperature
  • R AA air resistance
  • R AW blue middle added resistance
  • R T total resistance
  • the speed-power analysis result calculated by the above process enables the estimation of the required horsepower and fuel consumption in the range of the ship's operating speed in the sea area to evaluate the energy efficiency for each speed and to maximize the energy efficiency.
  • the flight data including the measurement data and climate data measured in the operating ship and model test data, air, blue
  • the total resistance and hydrostatic horsepower are estimated, and the hull posture change power analysis, the ship-power analysis and the standard operating state ship-power analysis
  • the energy efficiency of the operating vessel can be calculated with high reliability.
  • the energy efficiency can be objectively analyzed or evaluated.

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Abstract

본 발명은 운항중인 선박에서 직접 계측되는 계측데이터와 운항해역에 대한 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 모형시험 데이터를 포함하는 운항선의 고유 특성 자료와 해석옵션을 지정하는 대상선박데이터를 이용하여 운항 중인 선박에서의 에너지 효율을 분석하여 제공할 수 있도록 하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법에 관한 것이다. 상술한 본 발명의 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법은, 저항계산부(40)가 운항중인 해석 대상 선박에서 계측된 계측데이터와 운항해역에서의 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 선박의 특성정보와 모형시험 결과 또는 해석 옵션을 포함하는 대상선박데이터로부터 선박에 미치는 공기저항, 파랑중부가저항, 해수온도부가저항, 조타각부가저항 또는 표류각부가저항 중 하나 이상을 계산하여 합산한 저항을 출력하는 저항계산과정(S200); 선속-동력 해석부(50)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하고, 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력을 추정하는 선속-동력 해석과정(S300); 선체자세변화동력해석부(60)가 상기 정수중마력에 대하여 배수량 보정과 트림 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 선체자세변화동력해석과정(S400); 및 표준운항상태선속-동력해석부(70)가 정의된 표준운항상태와 부가저항을 고려한 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 표준운항상태 선속-동력 해석과정(S500);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법
본 발명은 선박의 에너지 효율 분석을 위한 것으로서, 더욱 상세하게는, 운항 중인 선박의 에너지 효율 분석을 위하여 운항중인 선박에서 직접 계측되는 계측데이터와 운항해역에 대한 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 모형시험 데이터를 포함하는 운항선의 고유 특성 자료와 해석옵션을 지정하는 대상선박데이터를 이용하여 운항 중인 선박에서의 에너지 효율을 분석하여 제공할 수 있도록 하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법에 관한 것이다.
선박은 화물대비 연료소모가 적은 운송수단이지만 가장 많은 화물을 운송하고 있어서 많은 연료를 소모하는 운송수단이다. 전 지구적인 에너지 절감을 위하여서, 선박의 운항시 최적의 에너지 효율을 얻을 수 있도록 하는 것이 필요하다. 선박의 경우 조선소에서는 선박의 건조 시 선속-동력 해석을 수행하고 있으나, 실해역에서 운항 중인 선박인 경우에도 에너지 효율의 산출을 위한 선속-동력 해석이 필요하다.
이에 따라, 대한민국 등록특허공보 제10-1042334호는 기준선박사양, 기준운항데이터를 수집한 후 최적 RPM을 산출하는 것에 의해 선박 운항 시의 에너지 효율을 최적화하여 선박의 연료를 절감시키는 기술을 개시한다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0050036호는 자동계산 모듈이 선박의 선박에너지효율관리계획(SEEMP: Ship Energy Efficiency Management Plan) 작성에 필요한 정보들을 실시간 모니터링하고, SEEMP 보고서 작성 모듈이 SEEMP 방법론에 대한 보고서 작성 툴을 제공하여 사용자가 SEEMP 관련 정보를 입력하여 SEEMP 보고서를 작성할 수 있도록 함으로써 선박의 에너지 효율을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 기술을 개시한다.
그러나 상술한 종래기술들의 경우 선박의 연료 소모 관점에서 에너지 효율을 계산할 수 있도록 하고 있을 뿐, 운항선박에서 계측되는 계측데이터 및 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 모형시험 데이터를 포함하는 운항선의 고유한 특성 자료와 해석 옵션을 지정하는 대상선박 데이터를 이용한 신뢰도 높은 선속-동력 해석 방법을 제공하지 못하는 문제점을 가진다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1042334호
(특허문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0050036호
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운항 상태와 환경에 따라 변화되는 에너지 효율을 선정된 표준운항상태에서의 에너지 효율로 전환함으로서 에너지 효율이 객관적으로 해석 또는 평가될 수 있는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다. 보다 상세하게는, 운항선박에서 계측되는 계측데이터 및 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 모형 시험데이터를 포함하는 운항선의 고유한 특성 자료와 해석 옵션을 지정하는 대상선박 데이터를 고려하여, 공기, 파랑, 해수온도, 조타각, 표류각에 의해 선박에 작용하는 저항을 계산한 후, 전저항과 정수중마력을 추정하고, 선체자세변화 동력해석과 평수중 선속-동력 해석 및 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 것에 의해 운항선박의 에너지 효율을 신뢰도 높게 산출할 수 있도록 하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 운항선의 표준 운항 상태 선속-동력 해석 방법은,
저항계산부(40)가 운항중인 해석 대상 선박에서 계측된 계측데이터와 운항해역에서의 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 선박의 특성정보와 모형시험 결과 또는 해석 옵션을 포함하는 대상선박데이터로부터 선박에 미치는 공기저항, 파랑중부가저항, 해수온도부가저항, 조타각부가저항 또는 표류각부가저항 중 하나 이상을 계산하여 합산한 저항을 출력하는 저항계산과정(S200);
선속-동력 해석부(50)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하고, 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력을 추정하는 선속-동력 해석과정(S300);
선체자세변화동력해석부(60)가 상기 정수중마력에 대하여 배수량 보정과 트림 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 선체자세변화동력해석과정(S400); 및
표준운항상태선속-동력해석부(70)가 정의된 표준운항상태와 부가저항을 고려한 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 표준운항상태 선속-동력 해석과정(S500);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 운항 중인 선박에서 계측되는 자료인 계측데이터는,
데이터 계측시간(UTC), 대지속도(VG), 대수속도(VS), 프로펠러회전수(nms), 축마력(PSms), 제동마력(PBms), 자선방향_Gyro(Ψgyro), 자선방향_GPS(ΨGPS), 수심(h), 운항항차에서의 배수량(∇2), 트림(선수흘수(draught_fp), 선미흘수(draught_ap)) 해수온도(TS), 해수밀도(ρ), 타각(δ) 또는 표류각(β) 중 하나 이상을 포함하고,
상기 운항 중인 선박의 운항해역에서의 기후데이터는,
파도의 유의파고(Sea_height(HW1/3)), 파도의 방향(Sea_direction(DW)), 파도의 주기(Sea_period(TW)), 너울성 파도의 유의파고(Swell_height(HS1/3)), 너울성 파도의 방향(Swell_direction(DS)), 너울성 파도의 주기(Swell_period(TS)). 상대풍속(VWR), 상대풍향(ΨRef), 공기온도(TA), 공기밀도(ρA), 조류속도(VCT) 또는 조류방향(ΨCT) 중 하나 이상을 포함하며,
상기 대상선박데이터는,
공기저항계수 기준 높이(Zref), 풍향계 높이(Za), 폭(B), 전장(LOA), 수선간 길이(LPP), 수선 위 최대 횡단면적(AXV), 상부구조물 측면적(AOD), 수면위 측면적(ALV), 중앙단면적으로부터 AOD 중심까지의 거리(Cmc), 수면에서 상부구조물의 최고점까지의 높이(Hbr), 수면에서 AOD 중심까지의 높이(Hc), Smoothing range(μ), 비척방형계수(Cb), 평균 흘수(draught), y축에 대한 관성 회전 반경(kyy), 침수표면적(s), 프로펠러 직경(D), POW, 모형시험 결과 또는 표준운항상태 배수량(∇1) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 저항계산과정(S200)은,
상기 저항계산부(40)가 공기저항계산부(41), 파랑중부가저항계산부(43) 해수온도부가저항계산부(44), 조타각부가저항계산부(45) 또는 표류각부가저항계산부(47) 중 하나 이상을 포함하여,
상기 공기저항계산부(41)가 바람에 의한 저항증가량인 공기저항을 계산하는 공기저항계산과정(S210);
상기 파랑중부가저항계산부(43)가 파도에 의한 저항증가량인 파랑중부가저항을 계산하는 파랑중부가저항계산과정(S220);
상기 해수온도부가저항계산부(44)가 수온변화와 해수밀도 차이에 따른 저항증가량인 해수온도부가저항을 계산하는 해수온도에 따른 부가 저항 계산과정(S230);
상기 조타각부가저항계산부(45)가 조타각에 따른 저항증가량인 조타각부가저항을 계산하는 조타각부가저항계산과정(S240); 또는
상기 표류각부가저항계산부(47)가 표류각에 따른 저항증가량인 표류각부가저항을 계산하는 표류각부가저항계산과정(S250); 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 공기저항계산과정(S210)은,
입력 풍속과 풍향을 계측데이터와 기후데이터로 나누어서,
계측데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 선박의 진행 방향에 대한 절대 풍속과 절대 풍향 계산, 높이보정, 계측기 높이(기준 높이)에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산하고,
기후데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산하며,
상기 절대 풍속과 절대 풍향 계산은,계측기의 높이에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향을
(수학식 1)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000001
(수학식 2)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000002
(여기서, VWR : 계측기 높이에서 계측된 상대 풍속, VWT : 계측기 높이에서의 절대 풍속, ΨGPS : 선박의 진행방향, ΨWR : 계측기 높이에서의 상대 풍향, ΨWT : 계측기 높이에서의 절대 풍향)에 의해 수행되고,
상기 높이 보정은,
풍동시험 측정 위치인 기준높이와 실선 풍향계 높이 차이를 고려하여
(수학식 3)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000003
(여기서, VWTref : 기준 높이에서의 절대 풍속, Zref : 기준 높이(보통 10m), Za : 계측기 높이)에 의해 수행되며,
상기 상대 풍속과 상대 풍향의 계산은,
(수학식 4)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000004
(수학식 5)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000005
(여기서, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향)에 의해 수행되고,
상기 공기저항계수도출은 풍동시험, ITTC 차트 또는 후지와라(Fujiwara) 회귀식 중 어느 하나를 이용하여 수행되며,
상기 후지와라 회귀식은
(수학식 6)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000006
이고,
(수학식 7)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000007
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000008
이며,
(수학식 8)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000009
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000010
이고,
(수학식 9)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000011
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000012
이며,
(수학식 6 내지 9에서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수; CAA(0)의 의미는 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도)
상기 공기저항계산은,
(수학식 10)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000013
(여기서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수(CAA(0)은 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수), ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도)에 의해 수행되도록 구성된다.
상기 파랑중부가저항계산과정(S220)은,
파도 입력데이터를 계측데이터와 기후데이터로 나누어서,
계측데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 운동에 의한 부가저항 계산, 반사파에 의한 부가저항계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하고,
기후데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 상대파향계산, 운동에 의한 부가저항계산, 반사파에 의한 부가저항 계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하여 파랑중부가저항을 계산한 후,
계산된 두 개의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 계산하는 파랑중부가저항(RAW) 계산을 수행하여, 파랑중 부가 저항을 계산하며,
상기 상대파향계산은 계측된 파도 데이터를 벡터 처리(vector processing)를 사용하여 상대 파향으로 계산하고,
상기 운동에 의한 부가저항 계산은,
(수학식 11)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000014
,
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000015
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000016
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000017
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000018
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000019
,
ρ = 해수밀도, g = 중력 가속도, ζA = 파진폭(wave amplitude), LPP = 선박의 수선간 길이, B = 선박의 폭, Fr = 프루드 수(Froude number), kyy = y축에 대한 관성회전 반경, CB = 비척방형계수)에 의해 수행되고,
상기 반사파에 의한 부가저항계산은,
(수학식 12)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000020
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000021
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000022
,
TM = 중앙단면에서의 흘수, I1 = 변형된 1차 1종 베셀 함수(modified Bessel function of the first kind of order 1, K1 = 변형된 1차 2종 베셀 함수(modified Bessel function of the second kind of order 1, k = 파수(wave number))에 의해 반사파에 의한 규칙파의 저항 증가량(RAWRL)을 계산하고, 상기 개별 파랑중 부가저항(RAWL)계산은,
(수학식 13)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000023
(여기서, Rwave = RAWML+RAWRL, Sη= 파 스펙트럼(wave spectrum))에 의해 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산하여 운동과 반사파에 의한 장파장 불규칙파의 저항 증가량으로서의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 계산하며,
상기 파랑중부가저항(RAW)계산은 상기 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대한 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 파랑중부가저항(RAW)으로 계산하는 것이다.
상기 해수온도에 따른 부가 저항 계산과정(S230)은,
계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산, 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산, 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산, 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산, 해수온도에 따른 부가저항 계산을 수행하여 해수온도에 따른 부가저항을 계산하고,
상기 계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산과 상기 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산은,
(수학식 14)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000024
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000025
, ν= 동점성 계수)에 의해 수행되며,
상기 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산은,
(수학식 15)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000026
에 의해 수행되고,
상기 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산은,
(수학식 16)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000027
에 의해 수행되며,
상기 해수온도에 따른 부가저항 계산은,
(수학식 17)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000028
에 의해 수행되고, 여기서, ρ = 해수밀도, ρ0 = 기준 수온에서의 해수 밀도, CF = 계측된 수온에서의 마찰저항계수, CF0 = 기준온도에서의 마찰저항계수, S = Wetted surface area, VS = 대수속도, CT0 = 기준온도에서의 전저항계수이다.
상기 조타각부가저항계산과정(S240)은,
(수학식 18)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000029
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000030
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000031
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000032
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000033
, tR = 조타각에 따른 저항계수(resistance deduction fraction due to steering), ρ = 해수밀도, λR = 타 종횡비(aspect ratio of rudder), AR = 타 면적, Veff = 유효 유입 속도(effective inflow velocity to rudder), δR = 조타각, bR = 타 폭(Rudder span), SR = 참슬립비(real slip ratio)(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000034
(VA : 프로펠러 유입 속도,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000035
, P : propeller pitch, n : 프로펠러 회전수), D = 프로펠러 직경, ω= 반류비(Taylor wake fraction), VS = 대수속도)에 의해 조타각부가저항(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000036
)을 계산하는 과정일 수 있다.
상기 표류각부가저항계산과정(S250);
(수학식 19)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000037
(여기서, ρ : 해수밀도, d : 흘수, β= 표류각, VS = 대수속도)에 의해 표류각에 의한 저항증가량인 표류각부가저항(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000038
)을 계산하는 과정일 수 있다.
상기 선속-동력 해석과정(S300)은,
선속-동력해석부(50)의 전저항추정부(51)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하는 전저항추정과정(S310); 및
선속-동력해석부(50)의 정수중마력추정부(53)가 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력(ideal condition power)을 추정하는 정수중마력 추정과정(S320);을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전저항추정과정(S310)은,
반류비를 사용하는 경우에는 전달마력(PDms) 계산, 토크계수(KQ)계산, 전진비(J) 계산, 추력(thrust)계수(KT) 계산, 하중계수(τ) 계산, 반류비(ωestimated) 계산, 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정하고,
전저항 계수를 사용하는 경우에는 전저항 계수를 이용한 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정하며,
계측된 축 마력으로부터 전달 마력을 계산하는 상기 전달마력(PDms) 계산은,
(수학식 20)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000039
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000040
: 전달효율)에 의해 수행되고,
상기 토크계수(KQ)계산은,
(수학식 21)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000041
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000042
= 추진기 효율비)에 의해 수행되며,
상기 전진비(J) 계산은 POW(Propeller open sate test) 시험결과로부터 토크계수에 대응하는 작용점에서의 전진비(J) 값을 전진비(J)로 선택하고,
상기 추력(thrust)계수(KT) 계산은,
(수학식 22)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000043
(여기서, a, b, c는 다항 회귀식으로 구해 짐)에 의해 수행되며,
상기 하중계수 계산은,
(수학식 23)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000044
에 의해 수행되고,
상기 반류비(ωestimated) 계산은,
모형시험 결과로부터 또는
(수학식 24)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000045
에 의해 수행되며,
상기 전저항(RT) 계산은
반류비(ωestimated)를 사용하는 경우에는
(수학식 25)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000046
에 의해 수행되고,
전저항 계수(CT)를 사용하는 경우에는
(수학식 26)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000047
에 의해 수행되도록 구성될 수 있다.
상기 정수중마력추정과정(S320)은,
대수속도(대수선속)(VS)를 적용하는 경우에는 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하고,
기후데이터를 적용하는 경우에는 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하며,
파고레이더 데이터를 적용하는 경우에는 절대조류방향계산, 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하여, 정수중마력(Pid)을 추정하고,
상기 절대조류방향계산은, 조류를 파고 레이더에서 계측된 값을 사용할 경우 벡터 처리(vector processing)를 통하여 상대 조류 방향을 절대 조류 방향으로 변환하며,
상기 대수속도 계산은 벡터 처리(vector processing)를 수행하여 조류 보정된 대수속도를 계산하고,
상기 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산은,
(수학식 27)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000048
(여기서, ηDms : 운항조건에서의 추진기효율계수,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000049
(RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000050
: 조타각에 따른 부가저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000051
: 표류각에 따른 부가 저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000052
: 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000053
(RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항, RT : 전저항)에 의해 수행되며,
상기 정수중마력(Pid)계산은,
(수학식 28)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000054
(여기서, PDms: 전달마력, VS: 대수속도(대수선속),
Figure PCTKR2018001817-appb-I000055
: 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)에 의해 수행되는 과정일 수 있다.
상기 선체자세변화동력해석과정(S400)은,
선체자세변환동력해석부(60)가
(수학식 29)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000056
(여기서, Pcalm : 평수중 마력, Pid : 정수중마력, Δstandard = 표준운항조건 배수량, Δmeasured = 운항 배수량)에 의해 배수량 보정과 트림에 따른 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 과정일 수 있다.
상기 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법은,
상기 저항계산과정(S200) 이전에 운항데이터필터링부(30)가 상기 운항데이터와 대상선박데이터 중 기준 값을 벗어나는 값을 제거하여 노이즈를 제거하는 운항데이터 필터링과정(S100);을 더 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명은, 운항선박에서 계측되는 계측데이터 및 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 모형 시험데이터를 포함하는 운항선의 고유한 특성 자료와 해석 옵션을 지정하는 대상선박 데이터를 고려하여, 공기, 파랑, 해수온도, 조타각, 표류각에 의해 선박에 작용하는 저항을 계산한 후, 전저항과 정수중마력을 추정하고, 선체자세변화동력해석과 평수중 선속-동력 해석 및 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 것에 의해 운항선박의 에너지 효율을 신뢰도 높게 산출할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. 즉 시시각각으로 변화하는 환경과 운항상태에서의 에너지 효율을 선정된 표준운항상태에서의 에너지 효율로 전환함으로서 에너지 효율을 객관적으로 해석 또는 평가할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 시스템(100)의 구성도.
도 2는 도 1의 구성 중 공기저항계산부(41)에 의한 공기저항 계산을 나타내는 도면.
도 3a 내지 도 3b는 공기저항 계수 CX의 도출을 위한 ITTC 차트를 나타내는 도면.
도 4는 Fujiwara 회귀식에 사용되는 입력파라메터를 나타내는 도면.
도 5는 파랑중부가저항계산부(43)에 의한 파랑중 부가저항 계산의 계측데이터와 기후데이터의 분리 계산을 나타내는 도면.
도 6은 해수온도부가저항계산부(44)에 의한 해수온도에 따른 해수온도부가저항의 계산 절차를 나타내는 도면.
도 7은 조타각에 따른 저항계수(resistance deduction fraction due to steering) 도출을 위한 그래프
도 8은 전저항추정부(51)에 의한 전저항 추정과 전저항 계수를 이용한 전저항 계산 절차를 나타내는 도면.
도 9는 전진비(J) 계산을 위한 실시예의 POW(Propeller open sate test) 시험결과를 나타내는 도면.
도 10은 정수중마력추정부(53)에 의한 대수선속, 기후데이터, 파고레이더에 따른 정수중마력추정계산 절차를 나타내는 도면.
도 11은 본원 발명의 실시예에 따르는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 12는 도 11의 처리과정 중 저항계산과정(S200)의 상세 처리과정을 나타내는 도면.
도 13은 도 11의 처리과정 중 선속-동력 해석과정(S300)의 상세 처리과정을 나타내는 도면.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 시스템(100)의 구성도이다.
도 1과 같이, 상기 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 시스템은 운항데이터입력부(10), 대상선박데이터입력부(20), 운항데이터필터링부(30), 공기저항계산부(41)와 파랑중부가저항계산부(43)와 해수온도부가저항계산부(44)와 조타각부가저항계산부(45) 및 표류각부가저항계산부(47)를 포함하는 저항계산부(40), 전저항추정부(51)와 정수중마력추정부(53)를 포함하는 선속-동력해석부(50), 선체자세변화동력해석부(60) 및 표준운항상태선속-동력해석부(70)를 포함하여 구성된다.
상기 운항데이터입력부(10)는 운항 중인 선박에서 계측되는 계측데이터와 운항 중인 선박의 운항해역에서의 기후데이터를 포함하는 운항데이터를 입력하도록 구성된다.
여기서, 상기 운항 중인 선박에서 계측되는 자료인 계측데이터는, 데이터 계측시간(UTC), 대지속도(VG), 대수속도(VS), 프로펠러회전수(nms), 축마력(PSms), 제동마력(PBms), 자선방향_Gyro(Ψgyro), 자선방향_GPS(ΨGPS), 수심(h), 운항항차에서의 배수량(∇2), 트림(선수흘수(draught_fp), 선미흘수(draught_ap)) 해수온도(TS), 해수밀도(ρ), 타각(δ) 또는 표류각(β) 중 하나 이상을 포함한다.
상기 운항 중인 선박의 운항해역에서의 기후데이터는, 파도의 유의파고(Sea_height(HW1/3)), 파도의 방향(Sea_direction(DW)), 파도의 주기(Sea_period(TW)), 너울성 파도의 유의파고(Swell_height(HS1/3)), 너울성 파도의 방향(Swell_direction(DS)), 너울성 파도의 주기(Swell_period(TS)). 상대풍속(VWR), 상대풍향(ΨRef), 공기온도(TA), 공기밀도(ρA), 조류속도(VCT) 또는 조류방향(ΨCT) 중 하나 이상을 포함한다.
상기 대상선박데이터입력부(20)는 선속-동력 해석에 필요한 선박의 특성정보와 모형시험 결과 또는 해석 옵션을 포함하는 대상선박데이터를 입력하고, 해석에 필요한 옵션을 지정할 수 있도록 구성된다.
상기 대상선박데이터는 공기저항계수 기준 높이(Zref), 풍향계 높이(Za), 폭(B), 전장(LOA), 수선간 길이(LPP), 수선 위 최대 횡단면적(AXV), 상부구조물 측면적(AOD), 수면위 측면적(ALV), 중앙단면적으로부터 AOD 중심까지의 거리(Cmc), 수면에서 상부구조물의 최고점까지의 높이(Hbr), 수면에서 AOD 중심까지의 높이(Hc), Smoothing range(μ), 비척방형계수(Cb), 평균 흘수(draught), y축에 대한 관성회전 반경(kyy), 침수표면적(s), 프로펠러 직경(D), POW, 모형시험 결과 또는 표준운항상태 배수량(∇1) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 운항데이터필터링부(30)는 상기 운항데이터와 대상선박데이터 중 기준 값을 벗어나는 값을 제거하여 노이즈를 제거하도록 구성된다.
상기 저항계산부(40)는 운항중인 해석 대상 선박에서 계측된 계측데이터와 운항해역에서의 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 선박의 특성정보와 모형시험 결과 또는 해석 옵션을 포함하는 대상선박데이터로부터 선박에 미치는 공기저항, 파랑중부가저항, 해수온도부가저항, 조타각부가저항 또는 표류각부가저항 중 하나 이상을 계산하여 합산한 저항을 출력하도록 구성된다.
이를 위해, 상기 저항계산부(40)는 공기저항계산부(41)와 파랑중부가저항계산부(43)와 해수온도부가저항계산부(44)와 조타각부가저항계산부(45) 및 표류각부가저항계산부(47)를 포함하여 구성된다.
상기 공기저항계산부(41)는 입력 풍속과 풍향을 계측데이터와 기후데이터에 따른 공기저항을 계산하도록 구성된다.
도 2는 공기저항계산부(41)에 의한 공기저항계산절차(공기저항계산과정(S210), 도 11 참조)를 나타내는 도면이다.
도 2와 같이, 상기 공기저항계산부(41)는 입력 풍속과 풍향을 계측데이터와 기후데이터로 나누어서, 계측데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 선박의 진행 방향에 대한 절대 풍속과 절대 풍향 계산, 높이보정, 계측기 높이(기준 높이)에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산한다.
그리고 기후데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산한다.
상술한 공기저항계산부(41)에 의한 공기저항 계산을 위한 상기 절대풍속과 절대풍향 계산은,
(수학식 1)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000057
(수학식 2)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000058
(여기서, VWR : 계측기 높이에서 계측된 상대 풍속, VWT : 계측기 높이에서의 절대 풍속, ΨGPS : 선박의 진행방향, ΨWR : 계측기 높이에서의 상대 풍향, ΨWT : 계측기 높이에서의 절대 풍향)을 적용하여 계측기의 높이에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향을 이용하여 계측기 높이에서의 절대 풍속과 절대 풍향을 계산한다.
상기 높이 보정은, 풍동시험 측정 위치인 기준높이와 실선 풍향계 높이 차이를 고려하여,
(수학식 3)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000059
(여기서, VWTref : 기준 높이에서의 절대 풍속, Zref : 기준 높이(보통 10m), Za : 계측기 높이)을 적용하여 수행된다.
상기 상대 풍속과 상대 풍향의 계산은,
(수학식 4)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000060
(수학식 5)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000061
(여기서, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향)에 의해 수행된다.
상기 공기저항계수도출은 풍동시험, ITTC 차트 또는 후지와라(Fujiwara) 회귀식 중 어느 하나를 이용하여 수행된다.
도 3a 내지 도 3b는 공기저항 계수 CX의 도출을 위한 ITTC 차트를 나타내는 도면이고, 도 4는 Fujiwara 회귀식에 사용되는 입력파라메터를 나타내는 도면이다.
[표 1]
Figure PCTKR2018001817-appb-I000062
구체적으로, 표 1과 도 3a 내지 도 3b 및 도 4의 파라미터들이 적용되는 상기 후지와라 회귀식은
(수학식 6)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000063
이고,
(수학식 7)
여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000064
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000065
이며,
(수학식 8)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000066
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000067
이고,
(수학식 9)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000068
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000069
이며,
RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수; CAA(0)의 의미는 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도이다.
상기 공기저항계산은,
(수학식 10)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000070
(여기서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수(CAA(0)은 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수), ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도)에 의해 공기저항(RAA)을 계산한다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 파랑중부가저항계산부(43)는, 파랑에 의한 선박에 미치는 부가저항을 계산하도록 구성된다.
도 5는 파랑중부가저항계산부(43)에 의한 파랑중 부가저항 계산의 계측데이터와 기후데이터의 분리 계산을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 상기 파랑중부가저항계산부(43)는, 도 5와 같이, 파도 입력데이터를 계측데이터와 기후데이터로 나누어서 파랑중부가저항을 계산한다.
입력데이터가 계측데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 운동에 의한 부가저항 계산, 반사파에 의한 부가저항계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행한다.
입력데이터가 기후데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 상대파향계산, 운동에 의한 부가저항계산, 반사파에 의한 부가저항 계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하여 파랑중부가저항을 계산한 다.
이 후, 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여 계산된 두 개의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 계산하는 파랑중부가저항(RAW) 계산을 수행하여, 파랑중부가저항을 계산한다.
상술한 계산 과정에서 상기 상대파향계산은 계측된 파도 데이터를 벡터 처리(vector processing)를 사용하여 상대 파향으로 계산한다.
상기 운동에 의한 부가저항 계산은,
(수학식 11)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000071
,
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000072
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000073
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000074
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000075
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000076
,
ρ = 해수밀도, g = 중력 가속도, ζA = 파진폭(wave amplitude), LPP = 선박의 수선간 길이, B = 선박의 폭, Fr = 프루드 수 수(Froude number), kyy = y축에 대한 관성회전 반경, CB = 비척방형계수)에 의해 수행된다.
상기 반사파에 의한 부가저항계산은,
(수학식 12)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000077
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000078
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000079
,
TM = 중앙단면에서의 흘수, I1 = 변형된 1차 1종 베셀 함수(modified Bessel function of the first kind of order 1), K1 = 변형된 1차 2종 베셀 함수(modified Bessel function of the second kind of order 1), k = 파수(wave number))에 의해 반사파에 의한 규칙파의 저항 증가량(RAWRL)을 계산한다.
상기 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산은,
(수학식 13)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000080
(여기서, Rwave = RAWML+RAWRL, Sη= 파 스펙트럼(wave spectrum))에 의해 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산하여 운동과 반사파에 의한 장파장 불규칙파의 저항 증가량으로서의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 계산한다.
상기 파랑중부가저항(RAW)계산은 상기 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대한 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 파랑중부가저항(RAW)으로 계산을 수행한다.
도 6은 해수온도부가저항계산부(44)에 의한 해수온도에 따른 해수온도부가저항의 계산 절차를 나타내는 도면이다.
상기 해수온도부가저항계산부(44)는 계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산, 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산, 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산, 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산, 해수온도에 따른 부가저항 계산을 수행하여 해수온도에 따른 부가저항을 계산하도록 구성된다.
이때, 상기 계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산과 상기 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산은,
(수학식 14)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000081
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000082
, ν= 동점성 계수)에 의해 수행되된다.
그리고 상기 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산은,
(수학식 15)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000083
에 의해 수행된다.
다음으로, 상기 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산은,
(수학식 16)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000084
에 의해 수행된다.ㅣ
또한, 상기 해수온도에 따른 부가저항 계산은,
(수학식 17)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000085
에 의해 수행된다.
여기서, ρ = 해수밀도, ρ0 = 기준 수온에서의 해수 밀도, CF = 계측된 수온에서의 마찰저항계수, CF0 = 기준온도에서의 마찰저항계수, S = 침수표면적, VS = 대수속도, CT0 = 기준온도에서의 전저항계수이다.
도 7은 조타각에 따른 저항계수(resistance deduction fraction due to steering) 도출을 위한 그래프이다.
상기 조타각부가저항계산부(45)는,
(수학식 18)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000086
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000087
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000088
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000089
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000090
, tR = 조타각에 따른 저항감소계수(resistance deduction fraction due to steering), ρ = 해수밀도, λR = 타 종횡비(aspect ratio of rudder), AR = 타 면적, Veff = 유효 유입 속도(effective inflow velocity to rudder), δR = 조타각, bR = 타폭(Rudder span), SR = 참슬립비(real slip ratio)(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000091
(VA : 프로펠러 유입 속도,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000092
, P : propeller pitch, n : 프로펠러 회전수), D = 프로펠러 직경, ω= 반류비(Taylor wake fraction), VS = 대수속도)에 의해 조타각부가저항(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000093
)을 계산하도록 구성된다.
상기 표류각부가저항계산부(47)는
(수학식 19)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000094
(여기서, ρ: 해수밀도, d : 흘수, β= 표류각, VS = 대수속도)에 의해 표류각에 의한 저항증가량인 표류각부가저항(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000095
)을 계산하도록 구성될 수 있다.
상기 선속-동력 해석부(50)는, 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하는 전저항추정부(51); 및 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력(ideal condition power)을 추정하는 정수중마력추정부(53);를 포함하여 구성될 수 있다.
도 8은 전저항추정부(51)에 의한 전저항 추정과 전저항 계수를 이용한 전저항 계산 절차를 나타내는 도면이다.
도 8과 같이 상기 전저항추정부(51)는 전저항계수를 추정하거나, 전저항 계수를 이용하여 전저항을 계산하도록 구성된다.
구체적으로, 상기 전저항추정부(51)는 반류비를 사용하는 경우에는 전달마력(PDms) 계산, 토크계수(KQ)계산, 전진비(J) 계산, 추력(thrust)계수(KT) 계산, 하중계수(τ) 계산, 반류비(ωestimated) 계산, 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정하고, 전저항 계수를 사용하는 경우에는 전저항 계수를 이용한 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정한다.
이때, 계측된 축 마력으로부터 전달 마력을 계산하는 상기 전달마력(PDms) 계산은,
(수학식 20)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000096
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000097
: 전달효율)에 의해 수행된다.
상기 토크계수(KQ)계산은,
(수학식 21)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000098
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000099
= 추진기 효율비)에 의해 수행된다.
상기 전진비(J) 계산은 POW(Propeller open sate test) 시험결과로부터 토크계수에 대응하는 작용점에서의 전진비(J) 값을 전진비(J)로 선택한다.
도 9는 전진비(J) 계산을 위한 실시예의 POW(Propeller open sate test) 시험결과를 나타내는 도면이다.
상기 추력(thrust)계수(KT) 계산은,
(수학식 22)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000100
(여기서, a, b, c는 다항 회귀식으로 구해 짐)에 의해 수행된다.
상기 하중계수 계산은,
(수학식 23)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000101
에 의해 수행된다.
상기 반류비(ωestimated) 계산은, 모형시험 결과로부터 또는
(수학식 24)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000102
에 의해 수행된다.
상기 전저항(RT) 계산은,
반류비(ωestimated)를 사용하는 경우에는
(수학식 25)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000103
에 의해 수행된다.
그리고 전저항 계수(CT)를 사용하는 경우에는
(수학식 26)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000104
에 의해 전저항(RT)을 계산한다.
도 10은 정수중마력추정부(53)에 의한 대수선속, 기후데이터, 파고레이더에 따른 정수중마력추정계산 절차를 나타내는 도면이다.
상기 정수중마력추정부(53)는, 대수속도(대수선속)(VS)를 적용하는 경우에는 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하고, 기후데이터를 적용하는 경우에는 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하며, 파고레이더 데이터를 적용하는 경우에는 절대조류방향계산, 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하여, 정수중마력(Pid)을 추정하도록 구성된다.
상기 절대조류방향계산은, 조류를 파고 레이더에서 계측된 값을 사용할 경우 벡터처리(vector processing)를 통하여 상대 조류 방향을 절대 조류 방향으로 변환하며,
상기 대수속도 계산은 벡터처리(Vector Processing)를 수행하여 조류 보정된 대수속도를 계산한다.
상기 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산은,
(수학식 27)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000105
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000106
: 운항조건에서의 추진기효율계수,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000107
(RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000108
: 조타각에 따른 부가저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000109
: 표류각에 따른 부가 저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000110
: 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000111
(RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항, RT : 전저항)에 의해 수행된다.
상기 정수중마력(Pid)계산은,
(수학식 28)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000112
(여기서, PDms : 전달마력, VS : 대수속도(대수선속),
Figure PCTKR2018001817-appb-I000113
: 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)에 의해 수행된다.
상기 선체자세변화동력해석부(60)는,
(수학식 29)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000114
(여기서, Pcalm : 평수 중 마력, Pid : 정수중마력, Δstandard = 표준운항조건 배수량, Δmeasured = 운항 배수량)에 의해 배수량 보정과 트림에 따른 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하도록 구성된다.
도 11은 본원 발명의 실시예에 따르는 운항선의 표준운항 상태 선속-동력 해석 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 11과 같이 상기 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법은, 운항데이터 필터링과정(S100), 저항계산과정(S200), 선속-동력 해석 과정(S300), 선체자세변화동력해석과정(S400) 및 표준운항상태 선속-동력 해석과정(S500)을 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 운항데이터 입력부(10)와 대상선박데이터 입력부(20)로부터 운항데이터와 대상선박데이터가 입력되면, 운항데이터필터링부(30)가 상기 운항데이터와 대상선박데이터 중 기준 값을 벗어나는 값을 제거하여 노이즈를 제거하는 운항데이터 필터링과정(S100)을 수행한다.
다음으로, 저항계산부(40)가 운항중인 해석 대상 선박에서 계측된 계측데이터와 운항해역에서의 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 선박의 특성정보와 모형시험 결과 또는 해석 옵션을 포함하는 대상선박데이터로부터 선박에 미치는 공기저항, 파랑중부가저항, 해수온도부가저항, 조타각부가저항 또는 표류각부가저항 중 하나 이상을 계산하여 합산한 저항을 출력하는 저항계산과정(S200)을 수행한다.
이 후, 선속-동력 해석부(50)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하고, 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력을 추정하는 선속-동력 해석과정(S300)을 수행한다.
다음으로, 선체자세변화동력해석부(60)가 상기 정수중마력에 대하여 배수량 보정과 트림 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 선체자세변화동력해석과정(S400)을 수행한다.
끝으로, 표준운항상태선속-동력해석부(70)가 정의된 표준운항상태와 부가저항을 고려한 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 표준운항상태 선속-동력 해석과정(S500)을 수행한다.
도 12는 도 11의 처리과정 중 저항계산과정(S200)의 상세 처리과정을 나타내는 도면이다.
도 12와 같이, 상기 저항계산과정(S200)은, 상기 저항계산부(40)가 공기저항계산부(41), 파랑중부가저항계산부(43) 해수온도부가저항계산부(44), 조타각부가저항계산부(45) 또는 표류각부가저항계산부(47) 중 하나 이상을 포함하여, 상기 공기저항계산부(41)가 바람에 의한 증가량인 공기저항을 계산하는 공기저항계산과정(S210), 상기 파랑중부가저항계산부(43)가 파도에 의한 저항증가량인 파랑중부가저항을 계산하는 파랑중부가저항계산과정(S220), 상기 해수온도부가저항계산부(44)가 수온변화와 해수밀도 차이에 따른 저항증가량인 해수온도부가저항을 계산하는 해수온도에 따른 부가 저항 계산과정(S230), 상기 조타각부가저항계산부(45)가 조타각에 따른 부가저항인 조타각부가저항을 계산하는 조타각부가저항계산과정(S240) 또는 상기 표류각부가저항계산부(47)가 표류각에 따른 부가저항인 표류각부가저항을 계산하는 표류각부가저항계산과정(S250) 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 공기저항계산과정(S210)은, 입력 풍속과 풍향을 계측데이터와 기후데이터로 나누어서, 계측데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 선박의 진행 방향에 대한 절대 풍속과 절대 풍향 계산, 높이보정, 계측기 높이(기준 높이)에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산하고, 기후데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산을 수행한다.
여기서, 상기 절대 풍속과 절대 풍향 계산은, 계측기의 높이에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향을
(수학식 1)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000115
(수학식 2)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000116
(여기서, VWR : 계측기 높이에서 계측된 상대 풍속, VWT : 계측기 높이에서의 절대 풍속, ΨGPS : 선박의 진행방향, ΨWR : 계측기 높이에서의 상대 풍향, ΨWT : 계측기 높이에서의 절대 풍향)에 의해 적용하여 절대 풍속과 절대 풍향을 계산한다.
상기 높이 보정은, 풍동시험 측정 위치인 기준높이와 실선 풍향계 높이 차이를 고려하여,
(수학식 3)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000117
(여기서, VWTref : 기준 높이에서의 절대 풍속, Zref : 기준 높이(보통 10m), Za : 계측기 높이)에 의해 수행된다.
상기 상대 풍속과 상대 풍향의 계산은,
(수학식 4)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000118
(수학식 5)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000119
(여기서, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향)에 의해 수행된다.
상기 공기저항계수도출은 풍동시험, ITTC 차트 또는 후지와라(Fujiwara) 회귀식 중 어느 하나를 이용하여 수행된다.
이때, 상기 후지와라 회귀식은
(수학식 6)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000120
이고,
(수학식 7)
여기서
Figure PCTKR2018001817-appb-I000121
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000122
이며,
(수학식 8)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000123
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000124
이고,
(수학식 9)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000125
일 때,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000126
이다.
상기 수학식 6 내지 9에서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수; CAA(0)의 의미는 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도이다.
상기 공기저항계산은,
(수학식 10)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000127
(여기서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수(CAA(0)은 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수), ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도)에 의해 수행된다.
상기 파랑중부가저항계산과정(S220)은, 파도 입력데이터를 계측데이터와 기후데이터로 나누어서, 계측데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 운동에 의한 부가저항 계산, 반사파에 의한 부가저항계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하고, 기후데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 상대파향계산, 운동에 의한 부가저항계산, 반사파에 의한 부가저항 계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하여 파랑중부가저항을 계산한 후, 계산된 두 개의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 파랑중부가저항으로 계산하는 파랑중부가저항(RAW) 계산을 수행하여, 파랑중부가저항을 계산한다.
이때, 상기 상대파향계산은 계측된 파도 데이터를 벡터 프로세싱(vector processing)을 사용하여 상대 파향으로 계산한다.
상기 운동에 의한 부가저항 계산은,
(수학식 11)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000128
,
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000129
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000130
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000131
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000132
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000133
,
ρ = 해수밀도, g = 중력 가속도, ζA = 파진폭(wave amplitude), LPP = 선박의 수선간 길이, B = 선박의 폭, Fr = 프루드 수(Froude number), kyy = y축에 대한 관성 회전 반경, CB = 비척방형계수)에 의해 수행된다.
상기 반사파에 의한 부가저항계산은,
(수학식 12)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000134
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000135
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000136
,
TM = 중앙단면에서의 흘수, I1 = 변형된 1차 1종 베셀 함수(modified Bessel function of the first kind of order 1), K1 = 변형된 1차 2종 베셀 함수(modified Bessel function of the second kind of order 1), k = 파수(wave number))에 의해 반사파에 의한 규칙파의 저항 증가량(RAWRL)을 계산한다.
상기 개별 파랑 중 부가저항(RAWL)계산은,
(수학식 13)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000137
(여기서, Rwave = RAWML+RAWRL, Sη= 파 스펙트럼(wave spectrum))에 의해 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산하여 운동과 반사파에 의한 장파장 불규칙파의 저항 증가량으로서의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 계산한다.
상기 파랑중부가저항(RAW)계산은 상기 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대한 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 파랑중부가저항(RAW)으로 계산하는 것이다.
상기 해수온도에 따른 부가 저항 계산과정(S230)은, 계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산, 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산, 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산, 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산, 해수온도에 따른 부가저항 계산을 수행하여 해수온도에 따른 부가저항을 계산한다.
여기서, 상기 계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산과 상기 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산은,
(수학식 14)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000138
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000139
, ν= 동점성 계수)에 의해 수행된다.
상기 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산은,
(수학식 15)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000140
에 의해 수행된다.
상기 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산은,
(수학식 16)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000141
에 의해 수행된다.
상기 해수온도에 따른 부가저항 계산은,
(수학식 17)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000142
에 의해 수행되고, 여기서, ρ = 해수밀도, ρ0 = 기준 수온에서의 해수 밀도, CF = 계측된 수온에서의 마찰저항계수, CF0 = 기준온도에서의 마찰저항계수, S = Wetted surface area, VS = 대수속도, CT0 = 기준온도에서의 전저항계수이다.
상기 조타각부가저항계산과정(S240)은,
(수학식 18)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000143
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000144
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000145
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000146
,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000147
, tR = 조타각에 따른 저항감소계수(resistance deduction fraction due to steering), ρ = 해수밀도, λR = 타 종횡비(aspect ratio of rudder), AR = 타 면적, Veff = 유효 유입 속도(effective inflow velocity to rudder), δR = 조타각, bR = 타폭(Rudder span), SR = 참슬립비(real slip ratio)(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000148
(VA: 프로펠러 유입 속도,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000149
, P : propeller pitch, n: 프로펠러 회전수), D = 프로펠러 직경, ω= 반류비(Taylor wake fraction), VS = 대수속도)에 의해 조타각부가저항(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000150
)을 계산하는 과정이다.
상기 표류각부가저항계산과정(S250);
(수학식 19)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000151
(여기서, ρ : 해수밀도, d : 흘수, β= 표류각, VS = 대수속도)에 의해 표류각에 의한 저항증가량인 표류각부가저항(
Figure PCTKR2018001817-appb-I000152
)을 계산하는 과정이다.
도 13은 도 11의 처리과정 중 선속-동력 해석과정(S300)의 상세 처리과정을 나타내는 도면이다.
도 13과 같이, 상기 선속-동력 해석과정(S300)은, 선속-동력해석부(50)의 전저항추정부(51)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하는 전저항추정과정(S310); 및 선속-동력해석부(50)의 정수중마력추정부(53)가 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력(ideal condition power)을 추정하는 정수중마력 추정과정(S320);을 포함하여 이루어진다.
상기 전저항추정과정(S310)은, 반류비를 사용하는 경우에는 전달마력(PDms) 계산, 토크계수(KQ)계산, 전진비(J) 계산, 추력(thrust)계수(KT) 계산, 하중계수(τ) 계산, 반류비(ωestimated) 계산, 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정한다.
그리고 전저항 계수를 사용하는 경우에는 전저항 계수를 이용한 전저항(RT)계산을 수행하여 전저항을 추정한다.
이때, 계측된 축 마력으로부터 전달 마력을 계산하는 상기 전달마력(PDms) 계산은,
(수학식 20)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000153
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000154
: 전달효율)에 의해 수행된다.
상기 토크계수(KQ)계산은,
(수학식 21)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000155
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000156
= 추진기 효율비)에 의해 수행된다.
상기 전진비(J) 계산은 POW(Propeller open sate test) 시험결과로부터 토크계수에 대응하는 작용점에서의 전진비(J) 값을 전진비(J)로 선택된다.
상기 추력(thrust)계수(KT) 계산은,
(수학식 22)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000157
(여기서, a, b, c는 다항 회귀식으로 구해 짐)에 의해 수행된다.
상기 하중계수 계산은,
(수학식 23)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000158
에 의해 수행된다.
상기 반류비(ωestimated) 계산은 모형 시험 결과로부터 또는
(수학식 24)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000159
에 의해 수행된다.
상기 전저항(RT) 계산은
반류비(ωestimated)를 사용하는 경우에는
(수학식 25)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000160
에 의해 수행된다.
이와 달리, 전저항 계수(CT)를 사용하는 경우에는
(수학식 26)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000161
에 의해 전저항을 계산한다.
상기 정수중마력추정과정(S320)은,
대수속도(대수선속)(VS)를 적용하는 경우에는 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하고,
기후데이터를 적용하는 경우에는 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하며,
파고레이더 데이터를 적용하는 경우에는 절대조류방향계산, 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하여, 정수중마력(Pid)을 추정한다.
여기서, 상기 절대조류방향계산은, 조류를 파고 레이더에서 계측된 값을 사용할 경우 벡터처리(vector processing)를 통하여 상대 조류 방향을 절대 조류 방향으로 변환한다.
상기 대수속도 계산은 벡터처리(vector processing)를 수행하여 조류 보정된 대수속도를 계산한다.
상기 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산은,
(수학식 27)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000162
(여기서,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000163
: 운항조건에서의 추진기효율계수,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000164
(RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000165
: 조타각에 따른 부가저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000166
: 표류각에 따른 부가 저항,
Figure PCTKR2018001817-appb-I000167
: 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000168
(RAS: 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항, RT : 전저항)에 의해 수행된다.
상기 정수중마력(Pid)계산은,
(수학식 28)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000169
(여기서, PDms : 전달마력, VS : 대수속도(대수선속),
Figure PCTKR2018001817-appb-I000170
: 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)에 의해 수행된다.
상기 선체자세변화동력해석과정(S400)은,
선체자세변화동력해석부(60)가
(수학식 29)
Figure PCTKR2018001817-appb-I000171
(여기서, Pcalm : 평수 중 마력, Pid : 정수중마력, Δstandard = 표준운항조건 배수량, Δmeasured = 운항 배수량)에 의해 배수량 보정과 트림에 따른 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 과정이다.
이상의 처리과정에 의해 계산된 선속-동력 해석 결과는 실해역에서 운항중인 선박 운항속도 범위에서의 고정도 소요마력, 소요 연료량 추정을 가능케 하여, 속도별 에너지효율을 평가할 수 있으며 에너지효율을 극대화하기 위한 해결책을 제시할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 운항선박에서 계측되는 계측데이터 및 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 모형 시험데이터를 포함하는 운항선의 고유한 특성 자료와 해석 옵션을 지정하는 대상선박 데이터를 고려하여, 공기, 파랑, 해수온도, 조타각, 표류각에 의해 선박에 작용하는 저항을 계산한 후, 전저항과 정수중마력을 추정하고, 선체자세변화동력해석과 평수중 선속-동력 해석 및 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 것에 의해 운항선박의 에너지 효율을 신뢰도 높게 산출할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. 즉 시시각각으로 변화하는 환경과 운항상태에서의 에너지 효율을 선정된 표준운항상태에서의 에너지 효율로 전환함으로서 에너지 효율을 객관적으로 해석 또는 평가하도록 할 수 있다.

Claims (14)

  1. 저항계산부(40)가 운항중인 해석 대상 선박에서 계측된 계측데이터와 운항해역에서의 기후데이터를 포함하는 운항데이터와 선박의 특성정보와 모형시험 결과 또는 해석 옵션을 포함하는 대상선박데이터로부터 선박에 미치는 공기저항, 파랑중부가저항, 해수온도부가저항, 조타각부가저항 또는 표류각부가저항 중 하나 이상을 계산하여 합산한 저항을 출력하는 저항계산과정(S200);
    선속-동력 해석부(50)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하고, 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력을 추정하는 선속-동력 해석과정(S300);
    선체자세변화동력해석부(60)가 상기 정수중마력에 대하여 배수량 보정과 트림 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 선체자세변화 동력해석과정(S400); 및
    표준운항상태선속-동력해석부(70)가 정의된 표준운항상태와 부가저항을 고려한 표준운항상태 선속-동력 해석을 수행하는 표준운항상태 선속-동력 해석과정(S500);을 포함하여 이루어지는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 운항 중인 선박에서 계측되는 자료인 계측데이터는,
    데이터 계측시간(UTC), 대지속도(VG), 대수속도(VS), 프로펠러회전수(nms), 축마력(PSms), 제동마력(PBms), 자선방향_Gyro(Ψgyro), 자선방향_GPS(ΨGPS), 수심(h), 운항항차에서의 배수량(∇2), 트림(선수흘수(draught_fp), 선미흘수(draught_ap)) 해수온도(TS), 해수밀도(ρ), 타각(δ) 또는 표류각(β) 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 운항 중인 선박의 운항해역에서의 기후데이터는,
    파도의 유의파고(Sea_height(HW1/3)), 파도의 방향(Sea_direction(DW)), 파도의 주기(Sea_period(TW)), 너울성 파도의 유의파고(Swell_height(HS1/3)), 너울성 파도의 방향(Swell_direction(DS)), 너울성 파도의 주기(Swell_period(TS)), 상대풍속(VWR), 상대풍향(ΨRef), 공기온도(TA), 공기밀도(ρA), 조류속도(VCT) 또는 조류방향(ΨCT) 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 대상선박데이터는,
    공기저항계수 기준 높이(Zref), 풍향계 높이(Za), 폭(B), 전장(LOA), 수선간 길이(LPP), 수선 위 최대 횡단면적(AXV), 상부구조물 측면적(AOD), 수면위 측면적(ALV), 중앙단면적으로부터 AOD 중심까지의 거리(Cmc), 수면에서 상부구조물의 최고점까지의 높이(Hbr), 수면에서 AOD 중심까지의 높이(Hc), Smoothing range(μ), 비척방형계수(Cb), 평균 흘수(draught), y축에 대한 관성 회전 반경(kyy), 침수표면적(s), 프로펠러 직경(D), POW, 모형 시험 결과 또는 표준운항상태 배수량(∇1) 중 하나 이상을 포함하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 저항계산과정(S200)은,
    상기 저항계산부(40)가 공기저항계산부(41), 파랑중부가저항계산부(43) 해수온도부가저항계산부(44), 조타각부가저항계산부(45) 또는 표류각부가저항계산부(47) 중 하나 이상을 포함하여,
    상기 공기저항계산부(41)가 바람에 의한 저항증가량인 공기저항을 계산하는 공기저항계산과정(S210);
    상기 파랑중부가저항계산부(43)가 파도에 의한 저항증가량인 파랑중부가저항을 계산하는 파랑중부가저항계산과정(S220);
    상기 해수온도부가저항계산부(44)가 수온변화와 해수밀도 차이에 따른 저항증가량인 해수온도부가저항을 계산하는 해수온도에 따른 부가 저항 계산과정(S230);
    상기 조타각부가저항계산부(45)가 조타각에 따른 저항증가량인 조타각부가저항을 계산하는 조타각부가저항계산과정(S240); 또는
    상기 표류각부가저항계산부(47)가 표류각에 따른 저항증가량인 표류각부가저항을 계산하는 표류각부가저항계산과정(S250); 중 하나 이상을 포함하여 이루어지는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 공기저항계산과정(S210)은,
    입력 풍속과 풍향을 계측데이터와 기후데이터로 나누어서,
    계측데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 선박의 진행 방향에 대한 절대 풍속과 절대 풍향 계산, 높이보정, 계측기 높이(기준 높이)에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산하고,
    기후데이터인 경우에는 입력된 풍속과 풍향에 대하여 상대 풍속과 상대 풍향계산, 공기저항계수 도출, 공기저항계산을 수행하여 공기저항을 계산하며,
    상기 절대 풍속과 절대 풍향 계산은, 계측기의 높이에서 계측된 상대 풍속과 상대 풍향을
    (수학식 1)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000172
    (수학식 2)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000173
    (여기서, VWR : 계측기 높이에서 계측된 상대 풍속, VWT : 계측기 높이에서의 절대 풍속, ΨGPS : 선박의 진행방향, ΨWR : 계측기 높이에서의 상대 풍향, ΨWT : 계측기 높이에서의 절대 풍향)에 의해 수행되고,
    상기 높이 보정은,
    풍동시험 측정 위치인 기준높이와 실선 풍향계 높이 차이를 고려하여
    (수학식 3)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000174
    (여기서, VWTref : 기준 높이에서의 절대 풍속, Zref : 기준 높이(보통 10m), Za : 계측기 높이)에 의해 수행되며,
    상기 상대 풍속과 상대 풍향의 계산은,
    (수학식 4)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000175
    (수학식 5)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000176
    (여기서, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향)에 의해 수행되고,
    상기 공기저항계수도출은 풍동시험, ITTC 차트 또는 후지와라(Fujiwara) 회귀식 중 어느 하나를 이용하여 수행되며,
    상기 후지와라 회귀식은
    (수학식 6)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000177
    이고,
    (수학식 7)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000178
    일 때,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000179
    이며,
    (수학식 8)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000180
    일 때,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000181
    이고,
    (수학식 9)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000182
    일 때,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000183
    이며,
    (수학식 6 내지 9에서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수; CAA(0)의 의미는 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수, ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도)인 운항선의 표준 운항 상태 선속 동력 해석 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 공기저항계산은,
    (수학식 10)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000184
    (여기서, RAA : 공기 부가저항, ρ : 공기 밀도, CAA : 공기 저항 계수(CAA(0)은 선수풍(head wind)에서의 공기 저항 계수), ΨWRref : 기준 높이에서의 상대 풍향, AXV : 상부구조물을 포함한 수선 위 횡방향 투영 면적, VWRref : 기준 높이에서의 상대 풍속, VG : 계측 선박의 대지 속도)에 의해 수행되는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 파랑중부가저항계산과정(S220)은,
    파도 입력데이터를 계측데이터와 기후데이터로 나누어서,
    계측데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 운동에 의한 부가저항 계산, 반사파에 의한 부가저항계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하고,
    기후데이터인 경우에는 파도 입력데이터를 이용하여 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대하여, 상대파향계산, 운동에 의한 부가저항계산, 반사파에 의한 부가저항 계산, 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산한 개별 파랑중부가저항(RAWL)계산을 수행하여 파랑중부가저항을 계산한 후,
    계산된 두 개의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 계산하는 파랑중부가정항(RAW) 계산을 수행하여, 파랑중부가저항을 계산하며,
    상기 상대파향계산은 계측된 파도 데이터를 벡터처리(vector processing)를 사용하여 상대 파향으로 계산하고,
    상기 운동에 의한 부가저항 계산은,
    (수학식 11)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000185
    ,
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000186
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000187
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000188
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000189
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000190
    ,
    ρ = 해수밀도, g = 중력 가속도, ζA = 파진폭(wave amplitude), LPP = 선박의 수선간 길이, B = 선박의 폭, Fr = 프루드 수 수(Froude number), kyy = y축에 대한 관성 회전 반경, CB = 비척방형계수)에 의해 수행되고,
    상기 반사파에 의한 부가저항계산은,
    (수학식 12)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000191
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000192
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000193
    ,
    TM = 중앙단면에서의 흘수, I1 = 변형된 1차 1종 베셀 함수(modified Bessel function of the first kind of order 1), K1 = 변형된 1차 2종 베셀 함수(modified Bessel function of the second kind of order 1), k = 파수(wave number))에 의해 반사파에 의한 규칙파의 저항 증가량(RAWRL)을 계산하고,
    상기 개별 파랑 중 부가저항(RAWL)계산은,
    (수학식 13)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000194
    (여기서, Rwave = RAWML+RAWRL, Sη= 파 스펙트럼(wave spectrum))에 의해 운동에 의한 부가저항과 반사파에 의한 부가저항을 합산하여 운동과 반사파에 의한 장파장 불규칙파의 저항 증가량으로서의 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 계산하며,
    상기 파랑중부가저항(RAW)계산은 상기 파도(Wind driven wave)와 너울성 파도(Swell) 각각에 대한 개별 파랑중부가저항(RAWL)을 합산하여 파랑중부가저항(RAW)으로 계산하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 해수온도에 따른 부가 저항 계산과정(S230)은,
    계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산, 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산, 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산, 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산, 해수온도에 따른 부가저항 계산을 수행하여 해수온도에 따른 부가저항을 계산하고,
    상기 계측된 해수 온도와 밀도에 의한 마찰저항 계산과 상기 기준(Reference) 해수 온도(15℃)와 밀도(1026kg/m3)에 의한 마찰 저항 계수 계산은,
    (수학식 14)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000195
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000196
    , ν= 동점성 계수)에 의해 수행되며,
    상기 해수 온도와 밀도에 의한 마찰 저항계수 계산은,
    (수학식 15)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000197
    에 의해 수행되고,
    상기 기준 해수 온도와 밀도에 의한 저항 계산은,
    (수학식 16)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000198
    에 의해 수행되며,
    상기 해수온도에 따른 부가저항 계산은,
    (수학식 17)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000199
    에 의해 수행되고, 여기서, ρ = 해수밀도, ρ0 = 기준 수온에서의 해수 밀도, CF = 계측된 수온에서의 마찰저항계수, CF0 = 기준온도에서의 마찰저항계수, S = Wetted surface area, VS = 대수속도, CT0 = 기준온도에서의 전저항계수인 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 조타각부가저항계산과정(S240)은,
    (수학식 18)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000200
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000201
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000202
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000203
    ,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000204
    , tR = 조타각에 따른 저항감소계수(resistance deduction fraction due to steering), ρ = 해수밀도, λR = 타 종횡비(aspect ratio of rudder), AR = 타 면적, Veff = 유효 유입 속도(effective inflow velocity to rudder), δR = 조타각, bR = 타폭(Rudder span), SR = 참슬립비(real slip ratio)(
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000205
    (VA: 프로펠러 유입 속도,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000206
    , P : propeller pitch, n: 프로펠러 회전수), D = 프로펠러 직경, ω= 반류비(Taylor wake fraction), VS = 대수속도)에 의해 조타각부가저항(
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000207
    )을 계산하는 과정인 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  9. 청구항 3에 있어서, 상기 표류각부가저항계산과정(S250);
    (수학식 19)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000208
    (여기서, ρ : 해수밀도, d : 흘수, β= 표류각, VS = 대수속도)에 의해 표류각에 의한 저항증가량인 표류각부가저항(
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000209
    )을 계산하는 과정인 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 선속-동력 해석과정(S300)은,
    선속-동력해석부(50)의 전저항추정부(51)가 선속-동력 해석을 위한 전저항을 추정하는 전저항추정과정(S310); 및
    선속-동력해석부(50)의 정수중마력추정부(53)가 상기 저항계산부(40)에서 계산된 부가저항을 보정하여 이상적인 조건의 마력인 정수중마력(ideal condition power)을 추정하는 정수중마력 추정과정(S320);을 포함하여 이루어 지는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 전저항추정과정(S310)은,
    반류비를 사용하는 경우에는 전달마력(PDms) 계산, 토크계수(KQ)계산, 전진비(J) 계산, 추력(thrust)계수(KT) 계산, 하중계수(τ) 계산, 반류비(ωestimated) 계산, 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정하고,
    전저항 계수를 사용하는 경우에는 전저항 계수를 이용한 전저항(RT) 계산을 수행하여 전저항을 추정하며,
    계측된 축 마력으로부터 전달 마력을 계산하는 상기 전달마력(PDms) 계산은,
    (수학식 20)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000210
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000211
    : 전달효율)에 의해 수행되고,
    상기 토크계수(KQ)계산은,
    (수학식 21)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000212
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000213
    = 추진기 효율비)에 의해 수행되며,
    상기 전진비(J) 계산은 POW(Propeller open sate test) 시험결과로부터 토크계수에 대응하는 작용점에서의 전진비(J) 값을 전진비(J)로 선택하고,
    상기 추력(thrust)계수(KT) 계산은,
    (수학식 22)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000214
    (여기서, a, b, c는 다항 회귀식으로 구해 짐)에 의해 수행되며,
    상기 하중계수 계산은,
    (수학식 23)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000215
    에 의해 수행되고,
    상기 반류비(ωestimated) 계산은,
    모형시험 결과로부터 또는
    (수학식 24)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000216
    에 의해 수행되며,
    상기 전저항(RT) 계산은
    반류비(ωestimated)를 사용하는 경우에는
    (수학식 25)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000217
    에 의해 수행되고,
    전저항 계수(CT)를 사용하는 경우에는
    (수학식 26)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000218
    에 의해 수행하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 정수중마력추정과정(S320)은,
    대수속도(대수선속)(VS)를 적용하는 경우에는 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하고,
    기후데이터를 적용하는 경우에는 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하며,
    파고레이더 데이터를 적용하는 경우에는 절대조류방향계산, 대수속도 계산, 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산을 수행한 후 마력계산을 수행하여, 정수중마력을 추정하고,
    상기 절대조류방향계산은, 조류를 파고 레이더에서 계측된 값을 사용할 경우 벡터처리(vector processing)를 통하여 상대 조류 방향을 절대 조류 방향으로 변환하며,
    상기 대수속도 계산은 벡터처리(Vector Processing)을 수행하여 조류 보정된 대수속도를 계산하고,
    상기 추진효율계수(ηDid : propulsive efficiency coefficient)계산은,
    (수학식 27)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000219
    (여기서,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000220
    : 운항조건에서의 추진기효율계수,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000221
    (RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000222
    : 조타각에 따른 부가저항,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000223
    : 표류각에 따른 부가 저항,
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000224
    : 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000225
    (RAS : 해수온도에 따른 부가저항, RAA : 공기저항, RAW : 파랑중부가저항, RT : 전저항)에 의해 수행되며,
    상기 정수중마력(Pid)계산은,
    (수학식 28)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000226
    (여기서, PDms : 전달마력, VS : 대수속도(대수선속),
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000227
    : 하중변동시험(load variation test)에 의해 얻어지는 값)에 의해 수행되는 과정인 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 선체자세변화동력해석과정(S400)은,
    선체자세변화동력해석부(60)가
    (수학식 29)
    Figure PCTKR2018001817-appb-I000228
    (여기서, Pcalm : 평수 중 마력, Pid : 정수중마력, Δstandard = 표준운항조건 배수량, Δmeasured = 운항 배수량)에 의해 배수량 보정과 트림에 따른 보정을 수행하여 평수중 선속-동력 해석을 수행하는 과정인 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 저항계산과정(S200) 이전에 운항데이터필터링부(30)가 상기 운항데이터와 대상선박데이터 중 기준 값을 벗어나는 값을 제거하여 노이즈를 제거하는 운항데이터 필터링과정(S100);을 더 포함하는 운항선의 표준운항상태 선속-동력 해석 방법.
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