탱크 내 유동수에 의해서 선체의 무게 중심이 상승하는 효과는?
전문분야의 해당과목- ①선체표면 효과
- ②자유표면 효과
- ③흘수표면 효과
- ④경사표면 효과
선지를 골라 바로 채점해 보세요.
정답 ② — 탱크 내 액체가 만재되지 않았을 때 유동수가 경사 방향으로 이동하여 겉보기 선체 무게중심을 상승시키고 복원성을 감소시키는 현상을 자유표면 효과(Free Surface Effect)라고 합니다.
선지별 오답 이유
- ① 선체표면은 선체와 유체 간 마찰저항이나 외판과 관련된 개념으로, 탱크 내부 액체 유동으로 인한 무게중심 상승과는 관련이 없습니다.
- ② 자유표면 효과는 탱크에 액체가 가득 차지 않았을 때 선체 경사에 따라 액체가 한쪽으로 이동하여 가상 무게중심을 상승시키고 복원력을 저하시키는 현상을 뜻하므로 옳습니다.
- ③ 흘수표면은 흘수선과 접하는 수선면을 지칭할 때 사용되는 개념일 뿐, 유동수에 의한 중심 이동 효과를 나타내는 용어가 아닙니다.
- ④ 경사표면은 복원성 및 선박 계산 이론에서 유동수에 의한 선체 중심 상승 현상을 설명하는 전문 용어로 사용되지 않습니다.
관련 개념
선박 내부의 탱크에 액체가 완전히 채워지지 않아 자유표면이 형성되면, 선박이 경사할 때 액체의 무게중심 역시 경사 방향으로 쏠려 경사를 조장하게 됩니다.
이 현상은 겉보기 무게중심을 에서 으로 상승시키는 효과를 가져오며, 유효 메타센터 높이인 을 감소시켜 선박의 복원성을 떨어뜨립니다.
이러한 위험을 방지하기 위해 탱크 내 종격벽을 설치하여 자유표면의 너비를 줄이거나, 탱크에 액체를 가득 채워 유동수를 최소화하는 방식으로 관리합니다.
이 현상은 겉보기 무게중심을 에서 으로 상승시키는 효과를 가져오며, 유효 메타센터 높이인 을 감소시켜 선박의 복원성을 떨어뜨립니다.
이러한 위험을 방지하기 위해 탱크 내 종격벽을 설치하여 자유표면의 너비를 줄이거나, 탱크에 액체를 가득 채워 유동수를 최소화하는 방식으로 관리합니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과