KR 웹진 177호

국제해사기구(IMO)에서는 해상오염 방지를 위한 규제중 하나로 EEDI, EEOI, SEEMP등을 강제화 하였다. 이에 따라 선박의 선속–동력 시운전은 선조, 조선소, 선급 등 모든 기관에게 중요한 관심사항이다.

시운전 시 실제해상에서 계측된 선속-동력을 정수중에서의 선속 성능으로 치환하여 평가하기 위해서는 실제 해상조건의 외력항을 보정해 주는 과정이 필요하다. 선속-동력 시운전 해석법은 ISO에서 표준화하여 제정한 ISO 15016이 있다.

실선의 선속-동력 시운전 시험에서 계측해야 할 물리량은 상당히 많으며, 계측 값들 각각의 정확도 수준에

따라 선속-동력 성능의 불확도가 결정될 수 있다.

KR은 실제 해상상태에서 계측된 데이터를 기반으로 선속-동력 성능을 평가하는데 있어 포함된 불확도에

대한 연구를 진행 하고 있다.

KR은 불확도를 추정하는 방법으로 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하고 있으며, 입력자료의 확률분포는 각

요소별 센서의 특성을 고려하여 정규분포 혹은 균일분포로 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다.

Figure 1 Schematic of Monte Calo Method for uncertainty propagation

KR이 사용한 모델식은 ISO 15016의 DPM(Direct Power Method)이다. 대상선박은 170k LNG이며 MCR의 50%, 75%, 90%에서 시운전한 결과를 사용하여 평가하였다.

시운전 결과로는 선속, 선수각, 동력, 축속도, 풍속, 풍력, 파도, 기온, 수온 등의 평균값이며, 측정장비의 불확도는 장비사양 및 관련문헌을 바탕으로 가정하였다.

Figure 2 Uncertainty sources in sea trial

축동력을 산정할 때 발생가능한 불확도 요소는 Figure 2와 같이 축 동력 계측시스템과 외란에 의한 보정요소로 나눌 수 있다.

Figure 3 Uncertainty sources in measurement of Shaft power

축동력 측정시 불확도 요인은 Figure3과 같다. 각 항목은 게이지에 따른 불확도, 토크 재산정 불확도, 게이지 교정시 발생가능한 교정 불확도, 게이지 설치 불확도이며, 토크 재산정 불확도가 다른 불확도에 비해 상대적으로 큰 것을 확인하였다. 이는 축의 전단탄성계수 불확도의 영향으로 판단된다.

외란에 의한 보정요소는 바람, 파도, 수온, 밀도가 있다.

모든 MCR조건에서 불확도에 기여도는 축동력 계측시스템이 60%, 외란의 보정량이 40%로 나타났다. 이상적인 조건으로 환산한 전달동력의 확장불확도는 ±1.2%이며, 선속으로 환산 시 ±0.1knot에 해당한다.