A Study on Roll Motion in Waves of Capsized Small Vessel Based on Loading Condition

전복사고 발생 소형선박의 적재상태를 고려한 파랑중 횡동요 연구

The frequency of marine accidents of vessels in Korea is steadily increasing and it is concentrated on small vessels with less than 10 tons of gross tonnage. Therefore, preventing capsizing accidents in small vessels is important to reduce the cost in terms of human and property damage due to such accidents. However, research on the seakeeping performance of small vessels has been insufficient, and there are no domestic and international regulations on seakeeping performance. Therefore, in this study, capsizing accidents caused by poor loading conditions were investigated by examining the adjudications of the small vessels in which the capsizing accidents occurred. Hydrostatic calculations and seakeeping performance analysis were performed for a representative vessel. A vessel generally performs a six-degree-of-freedom motion during operation. In this study, the response amplitude operator and response spectrum of a representative vessel were calculated to determine the roll motion. Moreover, a short-term statistical analysis of the vessel according to the loading conditions was performed for the wave stationary status for 3 h. From the results, it was estimated that, when the loading condition of a small vessel is poor, its roll motion increases, greatly reducing its stability.

국내 선박의 해양사고 발생률은 지속적으로 증가하고 있으며, 총톤수(Gross tonnage) 10톤 미만의 소형선박에서 집중적으로 발생하고 있다. 선박의 전복사고는 인명 및 재산 피해를 동반하기 때문에 반드시 예방되어야 하는 사고임에도 불구하고, 전복사고와 관련이 깊은 운항중인 소형선박의 내항성능 연구는 미진한 상태이며 내항성능과 관련된 국내·외 규정이 존재하지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 전복사고가 발생한 소형선박의 재결서를 조사하여 전복사고의 주요 원인이 적재상태 불량이라는 점을 파악하고, 대표 선박을 선정하여 유체정역학적 계산 및 내항성능 해석을 수행하였다. 일반적으로 선박은 운항중 6자유도 운동을 하게 되는데 본 연구에서는 전복사고와 관련이 깊은 횡동요(Roll)를 알아보기 위해 대표 선박의 응답진폭연산자(RAO) 및 운동응답 스펙트럼(Response Spectrum)을 계산하고 3시간동안의 파도 정상상태(Stationary)에 대한 단기(Short Term) 통계 해석을 수행하였다. 그 결과 적재상태가 불량할 때에는 선박의 횡동요가 크게 발생하여 선박의 안정성을 크게 감소시킨다는 사실을 알 수 있었다.