선박의 횡방향 복원성을 향상시키는 요인은?
선박의 구조 및 흘수계산방법- ①선내 탱크에서 유동하는 청수
- ②선내 화물을 높은 곳으로 이동 적재
- ③평형수 탱크의 횡방향 폭을 협소하게 설계
- ④선박 무게 중심보다 낮은 위치의 청수 사용
선지를 골라 바로 채점해 보세요.
정답 ③ — 탱크의 자유표면효과에 의한 가상 무게중심 상승량은 탱크 횡방향 폭의 세제곱에 비례하므로, 폭을 좁게 설계하면 액체 유동으로 인한 복원성 저하를 억제하여 횡복원성을 향상시킵니다.
선지별 오답 이유
- ① 액체의 자유표면효과(Free Surface Effect)로 인해 선박이 경사할 때 액체가 한쪽으로 쏠리면서 가상 무게중심이 상승하여 횡복원력이 감소합니다.
- ② 화물을 상부로 이동 적재하면 선박 전체의 무게중심()이 위로 이동하여 메타센터 높이()가 줄어들므로 복원성이 저하됩니다.
- ③ 자유표면에 의한 복원성 감소량은 탱크 폭의 3제곱에 비례하므로, 횡방향 폭을 좁게 설계하면 액체의 이동이 제한되어 가상 무게중심 상승을 억제하고 복원성을 높입니다.
- ④ 무게중심보다 아래에 있는 청수를 소모하여 배출하면 하부 중량이 감소하여 전체 무게중심()이 상승하므로 복원성이 나빠집니다.
관련 개념
선박의 횡방향 복원력은 메타센터 높이인 에 비례하며, 무게중심 가 낮을수록 복원성이 우수해집니다.
탱크 내부 액체의 자유표면효과는 액체의 횡방향 유동으로 인해 겉보기 무게중심을 가상으로 상승시켜 복원성을 저하시킵니다.
자유표면효과에 의한 감소량은 탱크 횡폭의 세제곱()에 비례하므로, 탱크의 폭을 좁게 설계하거나 격벽을 설치하면 자유표면 손실을 줄여 복원성을 향상시킬 수 있습니다.
탱크 내부 액체의 자유표면효과는 액체의 횡방향 유동으로 인해 겉보기 무게중심을 가상으로 상승시켜 복원성을 저하시킵니다.
자유표면효과에 의한 감소량은 탱크 횡폭의 세제곱()에 비례하므로, 탱크의 폭을 좁게 설계하거나 격벽을 설치하면 자유표면 손실을 줄여 복원성을 향상시킬 수 있습니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과