선박해양공학실험 | 선박의 파형계측

 

 

 

6 자유도 운동

선체가 항주하게 될때 선체의 운동은 x축, y축, z축 의 직교좌표계에서 운동을 하게되고 힘을 받게 된다. 이러한 운동에서는 병진운동과 회전운동을 병진운동은 어떠한 축에 대하여 평행이동을 하는 운동을 말하고 회전운동은 어떠한 축에 대하여 회전이동을 하게 되는 운동을 말하게 되는데 이는 6개의 운동방향으로 분류하게 된다.

 

 

1. 병진운동에서

전후요(Surge) : 전후축(x), 앞뒤 왕복운동

좌우요(Sway) : 수평축 (y), 좌우 왕복운동

상하요(Heave) : 상하축(z), 위아래 왕복운동

 

2. 회전운동에서

횡요(Roll) : 유동방향(x)에 대한 모멘트

선수요(Yaw) : 양력방향(z)에 대한 모멘트

종요(Pitch) : 측력방향(y)에 대한 모멘트

 

이러한 선체의 6자유도 운동에 의해 선박의 임의의 위치에 있는 사람이나 계기, 화물 등에는 가속도가 작용하게 되며 가속도의 수준에 따라 승객의 안락감, 선원의 작업능력, 계기의 작동상태, 화물의 안전이 영향을 받게 된다.

 

또한 선박은 파도를 타고 6자유도 운동을 하게 되는데 파면의 선체의 특정부분의 상대 위치 변화에 따라 파도가 갑판위로 넘쳐들거나(갑판침수) 선체의 바닥이 노출(선저노출) 될 수 있으며 노출된 부분이 입수되면서 파면과 만나면서 충격력(슬래밍)이 작용하기도 한다. 선체 6자유도 운동이 선박의 위치와 무관하게 정의되는 것에 비해 선박에서의 위치에 따라 변화하는 국부가속도, 갑판침수, 선저 노출, 슬래밍 등의 운동을 국부운동이라 한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 부유체(표준 선형인 Series 60)에 경사계를 설치한다.

 

2) 부유체를 수조에 띄우고, 밸러스트를 맞춘 후 경사계의 초기값을 설정한다.

 

3) 횡방향 선측에 힘을 주어 임의의 경사각을 주어 부유체를 기울인다.

 

4) 손을 떼어 부유체가 Roll을 할 때 주기(T)와 좌, 우 현측에 최대한 기울이는 정도(절대값의 최대치)를 경사계의 눈금을 보며 기록한다.

 

5) 구한 값을 주어진 방정식에 대입하여 감쇠계수 A와 B를 구한다.

 

 

 

[선박해양공학실험]선박의 파형계측 레포트