선체 표면 거칠기가 경계층 변화에 미치는 영향

김옥석(Ok-Sok Gim),오우준(Woo-Jun Oh),손창배(Chang-Bae Shon),이경우(Gyoung-Woo Lee) 한국항해항만학회 2010 한국항해항만학회지 Vol.34 No.6

해양의 다양한 환경에 노출된 선체 표면의 거칠기를 일반화 하여 모델 실험을 PIV기법을 적용하여 회류수조에서 수행하였다. 모델의 유동방향 표면 거칠기의 폭에 기초하여 본 연구에 적용된 레이놀즈수 Re=1.0×103에서 유동가시화, 시간평균 속도장 및 와도장을 상호 평가를 통하여 유동특성을 조사하였다. 와의 생성과 소멸 메커니즘을 통해 와류의 중심은 표면 거칠기 높이의 0.5H로 나타났다. 또한 거칠기 계수가 증가함에 따라 와의 크기와 비례하고, 와의 생성위치도 상부와 전방으로 이동하였다. The experimental study of the hull surface roughness on a developing turbulent boundary layer which exposed to a variety of operating environments were investigated by performing particle image velocimetry(PIV) in a circulating water channel. The Reynolds number based on the width of roughness was about Re=1000. the roughness elements used were periodically arranged two-dimensionally. the flow visualization, time-mean velocity fields and vorticity fields to measure the flow characteristics were obtained. The investigation shows that the vortex generation and its progress inside the walls. And the center of the vortex was located at the middle of the height of the surface roughness.

연속부착된 수직평판을 갖는 부유구조물 후류의 자유유동 난류강도에 대한 실험적연구

김호(Kim Ho),오경근(Kyoung-Gun Oh),김옥석(Gim Ok-Sok),이경우(Gyoung-Woo Lee) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.추계

본 연구에서는 연속 부착된 수직평판을 갖는 부유구조물 근접 후류의 난류 구조에 미치는 자유유동 난류의 영향을 정량적으로 조사하였다. 부유소파제의 기본형으로 널리 쓰이는 폰툰형 부유구조물을 1/35로 축소하여 부체양쪽 끝단에 좌우로 움직임이 가능한 각각 한 개의 수직평판과 부체하면의 끝단에 고정된 두 개의 수직평판의 부착거리에 따라 부유구조물 후류에서 연속적으로 방출되는 와의 주기성과 근접후류에 대한 자유유동 난류강도의 영향을 분석하였다. 부유구조물의 후류에서 난류강도는 수직으로 부착된 커튼판의 영향으로 유동박리가 지속적으로 이루어져 주기적 와방출로 인해 난류강도가 생성됨을 알 수 있으며, 수직평판의 부착거리가 증가 함에 따라 부유구조물의 후류에서 생성되는 와류경계층의 두께가 감소되는 유동구조를 보여 준다. In this paper, the floating body with vertical plate is introduced with a study on the flow patterns and characteristics in around the floating body by using 2 frame particle tracking method. This paper introduce an analysis method to predict the characteristics of flow around the neighboring fields of Floating Body with vertical plate in order to investigate a high performance model. Flow visualization has conducted in circulating water channel by a high speed camera and etc. Flow phenomena according to turbulence intensity distribution and flow separation around the floating body with vertical plate were obtained by two-dimensional PIV system.

제어봉에 의한 원형실린더 주위의 압력분포에 관한 수치해석

김옥석(Ok-Sok Gim),이경우(Gyoung-Woo Lee),조대환(Dae-Hwan Cho) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.1 No.춘계

부표시스템 침수체의 주요형상인 실린더에 원형 제어봉을 부착하여 2차원 단면의 유동특성에 대해서 수치해석을 수행하였다. 유속을 0.1m/s에서 0.5m/s로 변화시키면서 부표시스템 주위의 유동현상을 파악하고 부표시스템의 효과적인 유동제어를 위해 실린더(D=50mm)에 제어봉의 직경을 0.1D에서 0.5D까지 부착하여 조류에 의한 영향을 조사하였다. 유동장내의 속도분포는 PIV계측기법 중 2프레림 입자추적법을 사용하여 수치해석의 정도를 높이고자 0.3m/s에서 비교 평가하였다. 실린더 주위의 압력분포는 0.2D의 제어봉을 부착하였을 경우, 유속의 변화에 관계없이 가장 양호한 경향을 보이는 것을 알 수 있었다. The purpose in having a control rod on a buoy system is to control the motion of it. The system may be composed entirely of a single circular cylinder and a long mooring anchor cable. A control rod has one function to perform in meeting its purpose, and that is to develop a control force in consequence of its orientation and movement relative to the water. The forces and moments generated as a result of the effects of mutual interference, then determine the stability characteristics of the body. In this paper, the study of control-rod-attached buoy's 2-dimensional section was accomplished, model tests and numerical simulations had been carried out with different diameters of control rods, and varying the Reynolds number Re=5,000~25,000 based on the cylinder diameter(D=50mm) to predict the performance of the body and the 2 frame particle tracking method had been used to obtain the velocity distribution in the flow field, 50mm circular cylinder had been used during the whole experiments and measured results had been compared with each other.

몰수형 피치 댐핑 포일 주위 유동의 PIV 계측

김옥석(Ok-Sok Gim),이경우(Gyoung-Woo Lee),이창우(Chang-Woo Lee),오우준(Woo-Jun Oh) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.11

고속선에서 과도한 피치, 히브 및 슬래밍 등에 의한 수직운동은 승선감을 저하시키고 화물과 선체에 피해를 야기한다. 본 논문은 동일입자추적기법을 이용하여 선박에서 발생하는 과도한 수직운동의 제어를 위해 적용되는 Pitch Damping Foil 주위의 유동장 해석에 관한 것이다. 연구는 고속선의 피치운동에 관한 제어판으로 선수 선저부에 부착한 피치 댐핑 포일의 효과에 대해서 집중적으로 고찰하였다. 포일의 영각변화에 따른 수직운동의 감쇄효과는 선저와 포일의 위치에 대한 상호작용으로 고려해야 할 사항으로 나타났다. 본 연구에서는 선저와 포일 사이에서 발생하는 채널효과를 이용해 과도한 수직운동을 제어에 관한 분석을 포함하고 있다. 피치 댐핑 포일의 영각은 0도에서 20도로 제한하였으며, NACA0018 코드길이(C=100mm)에 기초한 레이놀즈수는 Re=3.5*104이다. 포일과 선체하부와의 거리는 D/C=0.5, 1.0 및 1.5를 각각 적용하였다.

제어봉에 의한 원형실런더 주위의 압력분포에 관한 수치해석

김옥석(Ok-Sok Gim),이경우(Gyoung-Woo Lee),조대환(Dae-Hwan Cho) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회지 Vol.31 No.6

부표시스템 침수체의 주요형상인 실린더에 원형 제어봉을 부착하여 2차원 단면의 유동특성에 대해서 수치해석을 수행하였다. 유속을 0.1m/s에서 0.5m/s로 변화시키면서 부표시스템 주위의 유동현상을 파악하고, 부표시스템의 효과적인 유동제어를 위해 실린더(D=50mm)에 제어봉의 직경을 0.1D에서 0.5D까지 부착하여 조류에 의한 압력분포를 조사하였다. 유동장내의 속도분포는 PIV계측기법 중 2프레림 입자추적법을 사용하여 수치해석의 정도를 높이고자 0.3m/s에서 비교 평가하였다. 실린더 주위의 압력분포는 0.2D의 제어봉을 부착하였을 경우, 유속의 변화에 관계없이 가장 양호한 경향을 보이는 것을 알 수 있었다. The purpose in having a control rod on a buoy system is to control the motion of it. The system may be composed entirely of a single circular cylinder and a long mooring anchor cable. A control rod has one function to perform in meeting its purpose, and that is to develop a control force in consequence of its orientation and movement relative to the water. The forces and moments generated as a result of the effects of mutual interference. then determine the stability characteristics of the body In this paper the study of control-rod-attached buoy's 2-dimensional section was accomplished model tests and numerical simulations had been carried out with different diameters of control rods. and varying the Reynolds number Re=5,000~25,000 based on the cylinder diameter( D=50mm) to predict the performance of the body and the 2 frame particle tracking method had been used to obtain the velocity distribution in the flow field 50mm circular cylinder had been used during the whole experiments and measured results had been compared with each other.

제어봉 부착에 따른 원형실린더 근접 후류 유동제어에 관한 실험적 연구

김옥석,이경우,Gim, Ok-Sok,Lee, Gyoung-Woo 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol. No.

원형실린더에 크기가 다른 제어봉을 부착하여 2차원 단면 유통특성에 대해서 시간평균유동장을 계측하여 근접후류 제어에 관하여 PIV기법을 적용하여 연구를 수행하였다. 모델시험은 각각 크기가 다른 제어봉을 적용하였으며($d/D=0.1{\sim}d/D=0.5$) 레이놀즈수는 원형실린더의 직경을 기준으로 Re=15,000으로 적용하였다. 유동장의 속도분포론 획득하기 위해 2프레임 상호상관법을 이용하였다. 실험에 적용된 원형실린더(D=50mm)에 제어봉을 부착한 결과를 상호 비교함으로서 시간평균속도분포와 제어봉에 의한 유동제어 효과를 알 수 있었다. Flow characteristics of the control-rod-attached 2-dimensional circular cylinder was accomplished using by PIV techniques. model tests had been carried out with different diameters of control rods(d/D=0.1 through d/D=0.5). and the Reynolds number Re=15,000 based on the cylinder diameter(D=50mm) to predict the performance of the model and the two-frame grey-level cross-correlation method had been used to obtain the velocity distribution in the flow field. 50mm circular cylinder had been used during the whole experiments and measured results had been compared with each other. The measured results have been compared with each case. therefore this article identifies not only the mean velocity profiles but also the control effects of the control rods.

몰수형 피치댐핑포일 주위 유동의 PIV 해석

김옥석(Ok-Sok Gim),이경우(Gyoung-Woo Lee) 대한조선학회 2012 大韓造船學會 論文集 Vol.49 No.5

플랩이 부착된 특수타의 동유체력 제어효과에 관한 연구

김옥석(Ok-Sok Gim),오우준(Woo-Jun Oh),이경우(Gyoung-Woo Lee),안영규(Young-Kyu Ahn) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.추계

The main purpose in having a control surface on a ship is to control the motion of it. It is the important element to determine the maneuvering characteristics of the ship. Therefore, In this paper the measured results has been compared with each other to predict the performance characteristics of flapped rudder's 2-dimensional section at Re=3.0×10⁴ using 2-frame grey level cross correlation PIV method. The side force of the rudder could be mainly improved by the lift force at 10 degrees angle of attack and the drag force at 20 degrees angle of attack. The separation point and boundary area could be controlled by the change of the only flap's angle at 10 degrees angle of attack. 선박에서 제어판의 역할은 운동을 제어하는데 목적이 있으며 이는 곧 조정성능을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 플랩타의 성능평가를 위하여 Re=3.0×10⁴에서 영각에 대응하는 플랩각에 따른 속도 및 에너지 분포를 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV 기법을 이용하여 비교·분석하였다. 또한 영각 10도와 20도에서 전통적인 단동타의 유동특성과 비교하여 플랩타의 성능특성을 평가하였다. 영각 10도에서는 양력, 영각 20도에서는 항력에 의한 측압력을 향상시킬 수 있었다. 영각 10도에서 플랩조작만으로 박리점과 경계층영역의 변화가 가능하였다.

직사각형 해양구조물의 자유낙하 슬래밍 충격압력 및 유동특성에 관한 실험적 연구

오승진,김옥석,이경우,조대환,Oh, Seung-Jin,Gim, Ok-Sok,Lee, Gyoung-Woo,Cho, Dae-Wan 해양환경안전학회 2012 해양환경안전학회지 Vol.18 No.4

본 연구에서는 자유낙하하는 직사각형 해양구조물($800{\times}250{\times}50mm^3$)의 슬래밍 충격압력 및 유동특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 유동장의 계측은 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하였으며, 자유낙하하는 모델의 충격압력은 압력계측장비(Dewatron)를 이용하였다. 모델과 자유수면간 이루는 각은 $10^{\circ}$와 $20^{\circ}$를 적용하였다. 속도장은 접수보다 이수에서 빠른 유동특성을 나타냈다. 모델 하부에서 충격압력이 가장 높은 지점인 P2 지점에서 $10^{\circ}$보다 경사각이 큰 $20^{\circ}$에서 약 6 % 상승하였다. This paper presents an experimental investigation to figure out slamming impact pressure and flow characteristics of a rectangular Marine structure($800{\times}250{\times}50mm^3$) in free fall. The flow field has been obtained by 2-frame grey level cross correlation PIV(Particle Image Velocimetry) method, the impact pressure of the free fall model by a pressure acquisition system(Dewatron). The angles between a model and the free surface are adapted $10^{\circ}$ and $20^{\circ}$ respectively. Velocity field of water exit has higher better than water entry. The highest point, P2 of impact pressure under the bottom of the model has been appeared about 6 % higher values at 20 degrees than 10 degrees.

서남해 연안해역의 항행 위해요소에 관한 분석

백원선,김옥석,정재용,Baek, Won-Sun,Gim, Ok-Sok,Jeong, Jae-Yong 해양환경안전학회 2008 海洋環境安全學會誌 Vol.14 No.3

해양사고가 빈번하고 교통밀도가 높은 서남해 연안해역에 통항선박의 안전과 항만 입출항 선박의 지원을 위해 해상교통안전관리체 제가 2006년 7월부터 시행되고 있다. 본 해역에서 RADAR와 AIS의 정보를 이용하여 해상교통환경평가를 위해 통항량을 조사하고, 최근 5년간 해양사고의 분포 경향을 조사하였다. 또한 동 해역에서 자연환경의 영향, 어장현황 및 설문조사 분석을 통해 연안해역 항행위해요소를 알아보았다. 최근 5년간 대상해역에서 상선의 해양사고는 점진적으로 감소하는 경향을 보였으나. 어선의 경우는 반대로 증가하는 경향을 보였다. 6월에서 8월 사이의 짚은 안개와 어로행위 및 VHF 청취의무를 이행하지 않는 선박으로 인해 항행위해요소로 나타났다. Since July 2006, marine traffic safety management system have been enforced to support the vessels transiting across the coastal area and the vessels coming in and out of ports in southwestern coastal area where heavy traffic density and marine casualties occurred frequently. The marine traffic volume for the marine traffic environmental assessment was measured by the information from RADAR and AIS system in the area. The distributions of marine casualties were analyzed in the main routes and traffic separation schemes during the last five years and the navigational dangerous elements were investigated with the influence of natural environment, the distribution of fisheries and survey questionnaire. Marine accidents of merchant ships have a tendency to decrease gradually but in case of fishing boats, the rate of marine accidents have a contrary results in this area during the last five years. The dangerous elements on navigation appeared to be the dense force from June to August, fisheries activities and the vessels which not follow the compulsory watch on VHF-band radio communication equipments.