초공동 수중운동체 쉘 구조물의 동적과굴 예측 및 실험적 검증

초록

최근 들어 초공동 현상을 이용한 고속 수중운동체에 대한 관심이 늘어나고 있다. 초공동 현상은 물체가 수중에서 운행하는 경우 생성된 공동이 물체 전체를 감싸게 되는 현상을 일컬으며, 공동이 물체 전체를 감 싸게 되면 수중운동체와 물 사이의 마찰력이 현저하게 감소하기 때문에 물체는 수중에서 고속으로 운행할 수 있다. 하지만 고속으로 운동하게 되면 초공동 수중운동체는 큰 추력과 압력저항으로 인해 축방향 압축 력을 크게 받게 되며, 이로 인해 구조적 불안정성이 발생할 수 있다. 큰 압축 하중과 동시에 동적 하중이 가해질 경우 정적 좌굴이외에도 구조물에 동적 불안정성이 발생하게 되며, 이러한 현상을 동적 좌굴 혹은 매개변수 공진이라고 한다. 이에 본 연구에서는 신뢰성있는 초공동 수중운동체 구조물의 설계를 위해 동적 좌굴 거동을 수치적으로 예측하고 이를 실험적으로 검증하였다.