고속 활주선의 트림탭 및 스텝 선체 성능 예측

소개글

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목차

1.Savitsky’s 주상체 고속 활주선의 성능 예측
1.1 개요
1.2 기호 및 약어
1.3 활주정의 유체력
1.3.1 압력저항
1.3.2 마찰저항
1.4 Savitsky의 활주선의 양력계수 및 압력 중심 위치
1.4.1 양력계수
1.4.2 압력 중심 위치
1.4.3 활주선의 마찰저항(Df) 공식
1.5 선체 저항 및 평형 모멘트 계산 절차

2.고속 활주선의 트림탭 및 인터셉터 성능 예측
2.1 개요
2.2 기호 및 약어
2.3 트림 조절 선체 디자인 옵션 
2.4 트림 조절 능동 장치 (Active devices)
2.4.1 트림탭 (Trim tabs) 성능 예측
2.4.2 인터셉터 (Interceptors) 성능 예측

3.고속 활주선의 스텝 선체 성능 예측
3.1 개요
3.2 기호 및 약어
3.3 스텝 선체 성능 예측 수학적 모델
3.3.1 평형
3.3.2 후류 이론 (Wake Theory)
3.3.3 선미 선체 (Aft Hull)
3.4 Savitsky’s Method
3.5 스텝 후방에 적용된 Savitsky의 방법
3.6 스텝 선체 평형 문제

본문내용

1. 주상체 활주선의 성능 예측 활주선의 속도-저항 관계를 예측하는 가장 보편적이고 널리 확산된 방법은 1964년 Savitsky의 “Hydrodynamic Design of Planing Hulls” 에 의해 제안되었다. 오늘날 Savitsky 방법의 많은 버전이 이용 가능하다. Savitsky의 방법은 일련의 주상체 활주선(prismatic Planing hull)모형 시험 결과를 기초로 한 경험적 계수의 도입에 의해 활주 표면의 유체 유동장을 설명한다.
2. 고속 활주선 트림탭 및 인터셉터 성능 예측 트림탭(trim tab) 및 인터셉터(Interceptor)는 보트 트림을 조절하여 항주 자세를 변화시키고 낮은 조파 저항, 속도 증가 및 낮은 연료 소모를 제공한다. 트림탭의 성능을 예측하는 가장 좋은 방법은 수정된 Savitsky의 방법이다. 이 과정은 Savitsky의 기존 부가(add-ons) 방식과 동일하다. 이 경우는 활주 선체와 트림탭의 지오메트리와 관련된 몇 가지 변수로 정의된다. 또한, 설계 속도 및 활주 선체의 질량이 포함된다. 이 변수를 사용하면 출력 값은 트림 각도 및 전체 저항이 된다. 트림탭과 관련된 마지막 세 매개 변수는 다음 절에서 설명한다. 이러한 결과를 바탕으로 트림탭을 활주 선체에서 사용할 수 있는 최상의 상황을 예측하기 위해 바람직한 사례 연구를 수행 할 수 있다. 인터셉터의 성능을 예측하기 위해서 Dawson과 Blount는 2002년 인터셉터와 트림 탭이 동일한 스팬을 가진다고 가정하고 동등한 트림 효과를 생성하는 데 필요한 인터셉터 돌출 높이 h 를 계산하는 방법을 제안한다. 이 내용을 중심으로 인터셉터의 칼날 높이를 추정할 수 있는 이론을 제시한다.
3. 고속 활주선의 스탭 선체 성능 예측 스텝(steps)은 현대 고속 보트에서 매우 일반적이지만 성능을 예측하는 실제 계산 방법은 아직 없다.

참고 자료

Savitsky D., Hydrodynamic Design of Planing Hulls, Marine Technology 1, 1964
Savitsky D., et al, Procedures for Hydrodynamic Evaluation of Planing Hulls in Smooth and Rough Water. Marine Technology 13, 1976.
Savitsky D., et al, Inclusion of Whisker Spray in Performance Prediction, Marine Technology 44, 2007
Savitsky, D., Morabito M., “Surface Wave Contours Associated with the Forebody Wake of Stepped Planing Hulls”, Davidson Laboratory Technical Memo #181, Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ USA, 2009
Clement, E. P., "Effects of Longitudinal Bottom Spray Strips on Planing Boat Resistance," David Taylor Model Basin Report 1818 (Feb 1964).
Dawson D., Blount D. L., “Trim Control” Professional Boatbuilder, No. 75, February-March 2002.
Brown, P. W. “An experimental and theoretical study of planing surfaces with trim flaps”, Report SIT-DL-71-1463, Stevens Institute of Technology, April 1971.
Eugene P. Clement, “Evolution of the Dynaplane Design”, Professional Boatbuilder, October/November 2005
Faltinsen M., Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, Cambridge University Press. 2005.
Sottorf W., Experiments With Planing Surfaces, NACA TM 739, 1933
Sottorf W., Analysis Experimental Investigations of the Planing Process on the Surface of water, NACA TM 1061, 1944
Korvin-Kroukovsky, et al, Wetted Area and Center of Pressure of Planing Surfaces, Davidson Laboratory Report No. 360, August 1949.