휘핑 (Whipping)
한 줄 정의: 슬래밍 같은 충격 하중 뒤에 선체가 크게 떨다가 잦아드는 과도 진동입니다.
쉽게 풀면
거친 바다에서 뱃머리가 파도에 세게 부딪히면 순간적으로 큰 충격이 선체에 전달됩니다. 이 충격이 지나간 뒤에도 선체 전체가 회초리를 휘두른 것처럼 한동안 크게 떨다가 서서히 잦아드는데, 이 과도 진동을 휘핑이라고 합니다. 진동이 잦아들기 전에 다음 충격이 오면 진폭이 더 커질 수도 있습니다.
왜 중요한가
휘핑에 의한 순간 응력은 준정적으로 계산한 파랑굽힘모멘트에 수십 퍼센트가 더해질 수 있어, 극한 하중 평가에서 무시할 수 없습니다. 실제 대형 컨테이너선의 선체 파단 사고 조사에서 휘핑 기여가 쟁점이 되면서, 선급 규정과 연구 모두에서 비중이 커졌습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"선수 슬래밍 직후 발생한 휘핑 응답으로 인해 중앙 단면의 순간 굽힘모멘트가 준정적 예측값보다 32% 증가하였다."
조금 더 깊게 보면
가진원은 주로 선수 바닥이나 플레어에 가해지는 슬래밍이며, 선미 슬래밍이나 그린워터 충격도 원인이 됩니다. 충격 하중은 지속 시간이 매우 짧아 여러 진동 모드를 동시에 여기하지만, 실제로는 선체 2절 모드가 응답을 지배하는 경우가 많습니다. 해석에는 충격 압력 모델과 유탄성 구조 모델을 결합해야 하며, 감쇠비가 작아 여러 번의 충격이 누적되는 상황의 재현이 어려운 과제로 남아 있습니다.
주의할 점
휘핑은 극한 하중과 피로 손상 양쪽에 기여하므로, 어느 관점의 평가인지에 따라 다루는 방식이 달라집니다. 파랑에 의해 지속되는 스프링잉과 달리, 휘핑은 충격 이후 감쇠하는 일시적 응답이라는 점이 핵심 차이입니다.