Prediction of Steady Performance of a Propeller by Using a Potential-Based Panel Method

포텐셜을 기저로한 패널법에 의한 프로펠러의 정상 성능 해석

This paper describes a potential-based panel method for the prediction of steday performance of a marine propeller operating in a uniform oncoming flow. An integral equation with unknown dipole strengths is formulated by distributing the normal dipoles and/or sources on the blade and hub surfaces and the wake sheet, and is solved numerically upon discretization. A hyperboloidal panel has been adopted to compute the potential induced by a normal dipole on a non-planar quadrilateral panel. The Kutta condition is satisfied by iteratively annulling the pressure jumps at the trailing edge. Extensive convergence tests are carried out, and the influence of the wake model upon performance is studied. Predicted performance is shown to correlate well with the experiments.

균일 유동장 중에서 작동 중인 선박 프로펠러의 정상 성능 추정을 위하여 포텐셜을 기저로한 패널법을 기술하고 있다. 본 방법은 법선 다이폴과 쏘오스를 프로펠러 날개, 허브, 후류면에 분포함으로써 다이폴의 세기를 미지수로 하는 적분방정식을 얻고, 이산화과정을 거쳐 수치적으로 계산된다. 비평면 사각형 패널위에 있는 법선 다이폴에 의해 유기되는 포텐셜을 구하기 위하여 쌍곡면 요소를 채택하고 있다. Kutta 조건은 반복계산에 의해 날개 뒷날에서의 압력 점프를 없앰으로써 만족시킨다. 수렴성을 보이기 위하여 상세한 수치시험을 수행하였으며, 동시에 후류면 모형화가 성능에 미치는 영향도 조사하였다. 프로펠러의 단독 모형시험 결과와 수치추정 결과가 잘 일치하는 것을 보였다.