무인세일드론의 트윈커브세일 형상에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

우리나라는 해상활동의 중요성이 크며, 산업화에 따른 이상기후 현상 등을 규명하기 위해 육상에 많은 자동기상 관측설비 를 운영 중이지만 해상에서는 그 수가 매우 부족하다. 또한, 해양안전정보 구축 등을 위해 해양조사선을 운영 중이나 접근이 어려운 곳이 많고 높은 운영비용이 요구된다. 따라서 다양한 해양관측 등이 가능한 소형무인화선박의 개발이 필요하다. 한편 소형 무인화 선 박에서 세일(Sail)은 항해 성능에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 에어포일 형상보다 높은 공기역학적 성능을 갖는 것으로 알려진 트윈커브세일(Twin curvy sail)의 설계변수인 캠버(Camber)효과에 대해 검토하였다. 5 종류 의 캠버에 대해 유동해석 결과, 캠버 크기가 9 %일 때 가장 높은 양력계수를 나타내었다. 트윈커브세일의 경우 Port sail과 Starboard sail 의 상호작용에 의해 받음각 23°에서 가장 높은 양력계수를 갖고, Port sail의 경우 받음각 20°에서 가장 높은 양력계수를 Starboard sail의 경우 받음각 15°에서 가장 낮은 양력계수를 나타내었다. 또한, 트윈커브세일은 모든 받음각에서 에어포일 형상인 NACA 0018보다 높은 양력계수를 나타내었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In Korea, the importance of marine activities is great, and automatic weather observation facilities are operating on land to investigate abnormal weather phenomena caused by industrialization; however, the number of facilities at sea is insufficient. Marine survey ships are operated to establish marine safety information, but there are many places where marine survey ships are difficult to access and operating costs are high. Therefore, a small, unmanned vessel capable of marine surveys must be developed. The sail has a significant impact on the sailing performance, so much research has been conducted. In this study, the camber effect, which is a design variable of the twin curvy sail known to have higher aerodynamic performance than existing airfoil shapes, was investigated. Flow analysis results for five cases with different camber sizes show that the lift coefficient is highest when the camber size is 9%. Curvy twin sails had the highest lift coefficient at an angle of attack of 23° because of the interaction of the port and starboard sails. The port sail had the highest lift coefficient at an angle of attack of 20°, and the starboard sail had the lowest lift coefficient at an angle of attack of 15°. In addition, the curvy twin sail had a higher lift coefficient than NACA 0018 at all angles of attack.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론
• 2. 세일 형상 및 해석 모델
• 2.1 지배방정식
• 2.2 수치해석
• 2.3 트윈커브세일 형상
• 3. 결과 및 고찰
• 3.1 트윈커브세일 해석결과
• 3.2 NACA 0018과 Case3의 성능비교
• 4. 결 론

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