선박모형분지
Ship model basin
선박모형분지란 선박모델로 유체역학실험을 실시하는데 사용되는 물리적 분지 또는 탱크를 말하며, 선박의 새로운 (정규형) 선박을 설계하거나 선박의 설계를 다듬어 해상에서의 선박성능을 향상시키는 것을 목적으로 선박모델분지는 선박모델로 유체역학실험을 실시하는 것을 목적으로 한다. 또한 그러한 설비를 소유하고 운영하는 조직(종종 기업)을 참조할 수 있다.
선박모형유역회사는 해당 조선소의 계약자 역할을 하는 엔지니어링 회사로 선박 및 연안 구조물의 설계와 개발을 지원하기 위한 유체역학 모델 시험과 수치 계산을 제공한다.
역사
저명한 영국 엔지니어인 윌리엄 프라우드는 1860년대에 안정성을 극대화하기 위해 선박 설계에 관한 일련의 영향력 있는 논문을 발표했다. 해군건축연구소는 결국 그에게 가장 효율적인 선체 모양을 확인하라고 의뢰했다. 그는 다양한 선체 치수에 대한 척도 모델을 사용하여 광범위한 경험적 실험으로 자신의 이론적 모델을 검증했다. 그는 소형 시험의 결과를 전체 크기의 선체의 행동을 예측하는 데 사용할 수 있는 공식(현재 Froude number)을 제정했다. 그는 3, 6, (사진에 나와 있는) 12 피트 규모의 모델을 순차적으로 만들어 견인 재판에 사용해 저항과 스케일링 법을 제정했다. 그의 실험은 해군에 의해 실시된 본격적인 실험에서 정당화되었고 그 결과 최초의 선박 모형 분지는 공공 비용으로 토르퀘이에 있는 그의 집에 건설되었다. 여기서 그는 수학적인 전문지식과 실제적인 실험을 결합시킬 수 있었고 그의 방법은 오늘날에도 여전히 따라다닌다.[1]
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프루드의 성공작에 고무된 조선회사 윌리엄 데니와 브라더스는 1883년 세계 최초로 선박 모델 분지의 상업적 사례를 완성했다. 이 시설은 다양한 선박의 모델을 시험하고 프로펠러, 패들, 베인 휠 등 다양한 추진 방법을 탐구하는 데 사용되었다. Denny-Brown 안정기와 Denny 호버크래프트의 모델에 대한 실험이 실시되어 그 타당성을 측정하였다. 탱크 직원들은 또한 다른 회사들을 위해 연구와 실험을 수행했다. 벨파스트에 본사를 둔 할랜드 & 울프는 데니 탱크에서 모델 테스트를 성공적으로 마친 후 라이너 캔버라에 전구 활을 장착하기로 결정했다.[2]
시험설비
모형 유역 현장에 존재하는 유체역학 시험 시설에는 최소한 견인 탱크와 공동 터널 및 작업장이 포함된다. 일부 선박 모형 항아리는 기동대, 침출수 분지와 얼음 탱크와 같은 추가적인 시설을 갖추고 있다.
견인 탱크
견인 탱크는 폭이 수 미터, 길이가 수백 미터인 분지로 양쪽에 있는 두 개의 레일을 달리는 견인 마차를 갖추고 있다. 견인차는 모델을 견인하거나 자체 추진 모델을 따를 수 있으며, 속도, 프로펠러 추력 및 토크, 방향타 각도 등의 변수를 각각 등록하거나 제어하는 컴퓨터와 장치를 갖추고 있다. 견인탱크는 조선소와 선주 간 계약에서 정해진 속도를 달성하기 위해 엔진이 얼마나 많은 동력을 공급해야 하는지를 결정하기 위해 견인선과 자주선 선박 모델로 저항과 추진 시험을 하는 역할을 한다. 견인 탱크는 또한 모델 스케일의 기동 동작을 결정하는 역할을 한다. 이를 위해 자주포 모델은 서로 다른 방향타 각도 진폭에서 일련의 지그재그 기동에 노출된다. 시스템 식별을 통해 시험 데이터를 후처리하면 Dieudonné Spiral test 또는 turning scircle과 같은 다른 기동을 시뮬레이션할 수 있는 수치 모델이 된다. 또한 견인 탱크에는 사선 유입과 강제 이동의 영향을 받아 선박이나 침수된 물체의 유체역동력 및 모멘트를 측정하기 위한 PMM(Planar Motion Mechanism) 또는 CPMC(Computerated Planar Motion Carage)를 장착할 수 있다. 또한 견인 탱크에는 자연파(비정규)를 시뮬레이션하거나 바다에서 운항할 때 선박의 실제 항해 행동을 결정하는 반응 진폭 연산자(Acronom RAO)로 알려진 일련의 통계를 산출하는 파형포켓에 모델을 노출시켜 누출 시험을 실시할 수 있다. 다양한 파형 진폭 및 주파수(해상 상태라고 하는 매개변수). 현대의 분리 시험 시설은 한 번의 시험으로 적절한 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어의 도움으로 이러한 RAO 통계를 결정할 수 있다.
캐비테이션 터널
캐비테이션 터널은 프로펠러를 조사하는 데 사용된다. 이것은 직경이 큰 수직 급수회로다. 상단에는 측정 설비를 탑재하고 있다. 병행유입이 성립된다. 선박 모델의 유무에 관계없이 동력계에 부착된 프로펠러가 유입되고, 유입 속도에 대한 프로펠러 속도(회전수)의 비율에 따라 추력과 토크가 측정된다. 프로펠러 속도와 동기화된 스트로보스코프는 공동화 거품이 움직이지 않는 것처럼 공동화를 시각화하는 역할을 한다. 이를 통해 프로펠러가 캐비테이션에 의해 손상되는지 관찰할 수 있다. 풀스케일 프로펠러와 유사성을 확보하기 위해 압력을 낮추고, 물의 가스 함량을 조절한다.
워크샵
선박 모델 베이신은 컴퓨터화된 밀링 머신으로 나무나 파라핀으로 선박 모델을 제조한다. 그들 중 일부는 또한 그들의 모델 프로펠러를 제조한다. 비표준 모델 테스트를 위한 모든 드라이브 및 게이지와 제조 장비를 선박 모델에 장착하는 것이 워크숍의 주요 작업이다.
기동 및 침출수 분지
이곳은 파도와 선박 모델 사이의 임의 각도를 조사하고, 견인 탱크가 너무 좁은 터닝 서클 같은 기동훈련을 할 수 있을 정도로 넓은 시험시설이다. 그러나 나선형 시험과 같은 일부 중요한 기동은 여전히 훨씬 더 많은 공간이 필요하며 여전히 시스템 식별 후 숫자로 시뮬레이션해야 한다.
아이스 탱크
얼음탱크는 쇄빙선을 개발하는 데 사용되며, 이 탱크는 견인탱크가 개방수상선에 사용하는 것과 유사한 용도를 제공한다. 얼음 두께에 따라 저항과 필요한 엔진 출력 및 기동 거동이 결정된다. 또한 연안 구조물에 대한 얼음 힘을 결정할 수 있다. 얼음 층은 얼음 결정체를 모형화하기 위한 특별한 절차로 얼려진다.
소프트웨어
또한 이들 회사나 당국은 선박 주위의 복잡한 흐름과 방향타와 프로펠러를 수치적으로 시뮬레이션할 수 있는 CFD 소프트웨어와 경험을 보유하고 있다. 오늘날의 기술 상태는 아직 소프트웨어가 CFD 계산에 의해 모델 테스트 전체를 대체하는 것을 허용하지 않는다. 한 가지 이유는, 그러나 유일한 이유는, 원소화가 여전히 비싸기 때문이다. 또한 일부 선박의 라인 디자인은 선박 모델 분지의 전문가가 처음부터 또는 조선소에서 얻은 초기 디자인을 최적화하여 수행한다. 프로펠러 설계도 마찬가지다.
예
전 세계 선박용 기종 분지는 국제 견인[3] 탱크 회의(ITTC)에 조직되어 기종 시험 절차를 표준화한다.
가장 중요한 선박 모델 베이스는 다음과 같다.
- 인도[4] CWPRS Pune CMC Division의 현재 미터 등급 Trolly
- 노르웨이 트론드하임의 SINTEF 해양, 견인 탱크, 해양 유역, 공동[5] 터널
- 고속 견인 탱크 - Wolfson 유닛 MTIA[6] - 고성능 전력 및 항해 전문가
- 데이비드 테일러 모델 분지와 미국 스티븐스 공과대학교 데이비드슨[7] 연구소
- 비자그 인도 해군 과학 기술 연구소의 고속 견인 탱크 시설
- 세인트 오션 테크놀로지[8] 연구소 캐나다 존스
- 덴마크 링비의 포스 테크놀로지[9]
- 스웨덴 고텐부르크의 [10]SSPA
- 브라질 상파울루 상파울루[12] 기술연구소 해군해양공학연구소()[11]
- 네덜란드 와게닝겐 해양연구소(MARIN)[13]
- 이탈리아[14] 로마에 있는 신린
- 이탈리아 나폴리의 페데리코 2세[15] 대학교
- 독일 포츠담의 SVA 포츠담[16]
- 독일 함부르크의 HSVA[17]
- 프랑스 [18]발 드 르우일의 바신 데사이 데 카렌스
- 스페인 마드리드의 CEHPAR[19]
- 폴란드 그단스크의 CTO S.A.][20]
- 스코틀랜드 에든버러의 플로웨이브TT[21]
- Krylov state research centre Крыловский государственный научный центр in Saint-Petersburg, Russia
- 일본 도쿄의 국립해양조사원(NMRI)[22]
- 중국 우시에 있는 중국선박과학연구센터(CSSRC)[23]
참조
- ^ Brown, David K. (2006). The Way of a Ship in the Midst of the Sea: The Life and Work of William Froude. Penzance: Periscope Publishing. p. 143. ISBN 1-904381-40-5.
- ^ "The Scientific and Management Revolution in Shipbuilding on the "Two Clydes," 1880-1900" (PDF). The Nautical Research Guild. Summer 2013.
- ^ http://ittc.sname.org/
- ^ "CMRT : CWPRS". cwprs.gov.in.
- ^ "SINTEF Ocean". SINTEF.
- ^ "Welcome to the Wolfson Unit - Consultants to the marine and industrial aerodynamics sector Wolfson Unit MTIA". www.wolfsonunit.co.uk.
- ^ "Facilities at the Center for Maritime Systems". January 26, 2012. Archived from the original on 2012-01-26.
- ^ "About Us - NRC-IOT". October 11, 2007. Archived from the original on 2007-10-11.
- ^ "FORCE Technology". forcetechnology.com.
- ^ "Welcome to SSPA". www.sspa.se.
- ^ http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/CTMNE/laboratorios_e_sessoes/35-laboratorio_de_engenharia_naval_e_oceanica___leno.htm 해군
- ^ http://www.ipt.br/EN IPT-SP
- ^ "Maritime Research Institute Netherlands MARIN". www.marin.nl.
- ^ http://www.insean.cnr.it/en/content/cnr-insean
- ^ "Dipartimento di Ingegneria Industriale - DII - Università degli Studi di Napoli Federico II". www.dii.unina.it.
- ^ "Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH". June 1, 2015.
- ^ http://www.hsva.de
- ^ "Wayback Machine". February 10, 2006. Archived from the original on 2006-02-10. Cite는 일반 제목(도움말)을 사용한다.
- ^ "Cehipar". Cehipar.
- ^ "Home". Centrum Techniki Okrętowej S.A.
- ^ "The Facility FloWave". August 25, 2014. Archived from the original on 2014-08-25.
- ^ "Research Facilities ｜ National Maritime Research Institute. Official site". www.nmri.go.jp.
- ^ "cssrc-Home". www.cssrc.com.
외부 링크
- 1943년 6월 Popular Science의 크고 잘 묘사된 견인 기사에 대한 "더 많은 속도와 전력을 우리 해군에 관한 기사
