선박의 진동

목차

1. 서론

2. 진동의 정의

3. 선박 진동기술의 개요
3. 1. 선박 진동의 변천
3. 2. 선박 진동의 특징
3. 3. 선박 진동의 분류
3. 4. 주요기진원
3. 5. 해석방법
3. 6. 방진설계
3. 7. 제진장치
3. 8. 허용기준

4. 선체의 진동
4. 1. 평판
4. 1. 1. 박판
4. 1. 2. 후판
4. 2. 팬널
4. 2. 1. 보강판
4. 2. 2. 복판팬널

5. 초대형 유조선(VLCC)의 진동

6. 콘테이너 운반선의 진동

7. 소음
7. 1. 선체내의 기계 설비류에 의한 소음
7. 2. 공기조화장치에 의한 소음

8. 국내 기술 현황
8. 1. 국내 기술 역사
8. 2. 국내 기술현황

9. 참고 문헌

본문내용

갑판의 종진동 응답곡선
프로펠러의 날개 5개
그러므로 대형 콘테이너 운반선의 거주구 종진동을 방지하기 위해서는 프로펠러의 선체 표면력은 물론 주기관에서 발생되는 종 기진력 성분을 고려한 방진 설계를 하는 것이 필요하다.
그리고, 고마력의 주기관 채택에 따라 프로펠러 회전수가 100rpm이상이고, 프로펠러 날개수도 4개에서 6개정도가 보편적이므로 선미부에서 각종 항해장비를 포함한 국부 구조에 공진 혹은 강제 진동에 의한 국부진동이 자주 발생되므로 이들 구조 설계에 세심한 주의를 하여야 한다.
7. 소음
소음이란 사람이 귀로 들을 수 있는 소리를 말하며, 정온한 생활환경을 방해하거나 불쾌하게 하는 상태를 소음공해에 해당한다고 볼 수 있다. 소음ㆍ진동이란 기계, 기구, 시설 기타 물체의 사용으로 발생하는 물리적 현상으로서 소음은 강한 소리 또는 원하지 않는 소리를 말하며 진동은 강한 흔들림을 말한다. 진동이란 물체가 외력을 받아 움직이는 운동으로서 사람이 몸으로 느낄 수 있는 상태를 말하며, 진동이 주변에 영향을 미칠 때 진동공해라 할 수 있다. 소음진동규제법에서는 기계기구시설 기타 물체의 사용으로 인하여 발생하는 강한 흔들림을 말한다.
즉, 소음과 진동이 사람의 건강이나 환경에 영향을 미치는 상태를 소음진동공해라 한다. 소음진동규제법에서는 공장, 공사장, 도로, 철도 등으로부터 발생하는 소음진동으로 인한 피해를 방지하고, 적정하게 관리하기 위하여 규제기준을 설정하고 있다.
7. 1. 선체내의 기계 설비류에 의한 소음
선체내의 기계 설비라 함은 선체 내부에 설치되는 발전기, 펌프, 모터와 각종 팬 등을 의미한다.
기계 설비에서는 표면에서 방사되는 공기음과 지지구조로 전달되는 고체음이 발생되어 선체와 거주구로 전파된다. 이 두 소음원은 최종과정에서는 공기음의 형태로 감지되나, 공기음의 경우는 소음원이 설치된 장소와 인접한 위치에서 소음을 유발시키는 반면에 고체음은 소음원으로부터 멀리 떨어진 곳까지 전달되어 소음을 유발시키는 특성을 가지고 있다. 이와 같이 선체내의 기계 설비류에의한 소음은 복잡한 과정을 통하여 발생되어 해석을 통하여 발생될 소음을 예측한다는 것은 상당히 어려운 일이다. 그러나 최근에는 통계적 에너지 해석법(SEA)과 같은 방법을 이용하여 만족할 만한 값을 얻을 수 있다.
7. 2. 공기조화장치에 의한 소음
공기조화장치인 HVAC에 의한 선실의 소음은 송풍기에서 발생하는 소음, 덕트내 공기흐름의 불균일성에서 기인하는 난류소음 그리고 덕트 내부의 소음이 경계면을 투과하여 덕트 경로내에 위치하는 격실의 소음원으로 작용하여 발생한다.
일반적으로 공기조화장치에 의한 소음은 송풍기에서 발생하는 파워로부터 덕트를 통과하면서 생기는 손실을 추정하여 계산할 수 있다.
8. 국내 기술 현황
8. 1. 국내 기술 역사
국내에서의 선박진동에 관한 연구는 1970년대 후반기에 국내 조선공업이 활성화되기 시작하고, 정부출연기관인 한국기계연구원(당시 선박연구소)에 관련부서가 생기면서 본격화 되었다고 말할 수 있다. 이 때에 처음으로 유한요소법을 이용한 선체진동해석이 한국기계연구원에서 시도되었으며, 당시에 IBRD차관으로 선박진동 계측장비가 도입되므로써 본격적인 계측도 가능하게 되었다. 1980년대에 들어서면서 국내 대형조선소를 대상으로 선체진동해석과 계측에 대한 한국기계연구원의 기술지원이 활발하게 이루어지기 시작하였으며, 선박진동에 관한 선주들의 관심이 높아지기 시작한 1980년대 중반에는 매년 10척 이상의 해석과 실선계측이 한국 기계연구원에서 수행되었다.
대우조선, 삼성중공업과 공동으로 부분구조 진동형 형상법을 이용한 선박전용 유한요소해석 프로그램이 개발이 이루어진 것도 이 때이다. 1980년대 후반부터는 현대중공업을 시작으로 국내 대형조선소들이 자체 연구인력과 해석 및 계측시스템을 갖추고, 설계 및 건조시의 진동예측과 진동제어대책을 자체적으로 수립하고 있다.
8. 2. 국내 기술현황
선박진동에 관한 현재의 기술수준은 어제 다른 선진국에 비하여 대등하다고 할만큰 높은 편이다. 세계 제 1위의 조선 수출국으로서 매년 많은 배들을 건조하고 있는 만큼, 유한요소해석법을 이용한 선체 전체에 대한 진동해석 경험도 많고, 현장에서 건조 중에 일어나는 진동문제에 대해서도 적절한 대책을 세울만한 기술력도 보유하고 있다고, 판단된다. 특히, 그동안 건조한 실적선에 대한 자료가 풍부하여 앞으로 유사선박을 건조할 때 방진설계에 크게 도움이 될 것이다. 그러나 현재 선박진동에 관해서 세계가 갖고 있는 공통의 기술 난제들 예를 들면 진동응답 예측기술의 정확도 향상등에 대하여 이제 우리도 앞장서서 풀어 나아가야 할 시점에 와 있다고 본다. 사실 지금까지의 관련기술 개발은 이본을 비롯한 선진국 기술을 모방과 응용이었다고 해도 과언이 아니다. 이러한 진동응답 예측기술의 정확도 향상등 방진설계기술의 향상은 저진동, 저소음을 절대적으로 필요로 하는 호화여객선등의 고부가가치선박의 수주 및 건조를 증대시킬 수 있을 것이며, 또한, 앞으로 나올 아주 새로운 타입의 선박이나 기존선보다 초대형화된 선박의 출현에 대비할 수 있는 기초가 될 것이다. 또한, 이것이 세계 제일의 조선 수출국의 위치를 공고히 유지할 수 있는 방편의 하나가 될 것으로 믿어 의심치 않는다.
참고 문헌
[1] 정태영외, “선박진동특집-선박진동 제어기술에 관한 국내 관련기관 현황”, 대한조선학회지 1994.
[2] 최수현허주호, “초대형 유조선의 선루익 진동현상 및 방진 대책”, 대한조선학회지, 1992.10
[3] 정태석등, “복합팬넬의 진동해석”, 대한조선학회 추계연구발표회 논문집,
1990.
[4] 정정훈등, “Timoshenko 보함수 성질을 갖는 다항식을 이용한 Mindlin판 유추 구조계의 진동해석”, 대한조선학회 논문집, 1992.
[5] 김극천외, 선박진동소음 제어지침, 개정판, 한국선급. 1997
[6] 정균양박진화, “4400TEU 콘테이너 운반선의 진동 특성에 대한 연구”, 대한조선학회선박구조 연구회, 1992
[7] 최수현허주호, “초대형 유조선의 선루익 진동 현상 및 방진대책”, 대한 조선학회 춘계학술대회. 1992.

키워드

선박,   배,   선체,   진동