파랑중부가저항 (Added resistance in waves)
한 줄 정의: 파도 속을 항해할 때 잔잔한 물에서보다 추가로 발생하는 저항입니다.
쉽게 풀면
같은 배가 같은 속력으로 달려도 잔잔한 바다와 파도치는 바다에서 필요한 마력은 다릅니다. 파도를 만나면 배가 흔들리면서 새로운 파를 만들어 내고, 뱃머리가 파를 반사하며 에너지를 잃기 때문입니다. 잔잔한 물에서의 저항을 뺀 나머지, 즉 파도 때문에 추가로 생기는 저항을 파랑중부가저항이라고 합니다.
왜 중요한가
실제 운항 마력은 잔잔한 물 기준 값보다 크며, 그 차이를 얼마로 볼 것인지가 시마진 결정의 근거가 됩니다. 최근에는 에너지효율설계지수와 탄소집약도지수(CII) 평가에서 실해역 성능을 반영하려는 흐름 때문에, 부가저항의 정확한 예측이 규제 대응 연구의 중심 주제가 되었습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"유의파고 3 m, 선수파 조건에서 파랑중부가저항은 정수 중 저항의 18%에 해당하는 것으로 계산되었다."
조금 더 깊게 보면
부가저항은 크게 두 성분으로 나뉩니다. 하나는 배가 종동요·상하동요하면서 방사하는 파에 의한 성분으로 파장이 선박 길이와 비슷할 때 크고, 다른 하나는 짧은 파가 뱃머리에서 반사되며 생기는 성분으로 파장이 짧을 때 지배적입니다. 계산에는 스트립이론이나 3차원 패널법, 최근에는 전산유체역학이 쓰이며, 단파장 영역의 예측 정확도가 여전히 과제로 지적됩니다. 실해역 성능은 이 결과를 파랑 스펙트럼으로 적분한 장기 평균값으로 표현합니다.
주의할 점
파도 속에서 마력이 늘어나는 이유에는 부가저항 외에 바람, 조타, 선체 오염도 함께 작용하므로, 계측 자료에서 부가저항만 분리하려면 별도의 보정이 필요합니다. 정수 중 저항을 다루는 선박저항과 달리 이 값은 파랑 조건에서만 정의됩니다.