Abstract
The purpose of present study is to investigate the surface roughness on tip-vortex cavitation and its induced noise, emanating from an elliptic wing of NACA 0012 section. Roughness elements of $200{\mu}m$ are applied to the 10% portion of wing tip, and then, the wing tip as well as the leading edge. It is shown from cavitation observation that the cavitation inception is first visible at about half chord downstream of wing tip for most experimental conditions, and developed into the tip-vortex cavitation and finally the fully developed cavitation as cavitation number is decreased. Acoustic noise generated by a tip-vortex cavitation has its frequency range of 3 kHz to 50 kHz, while the fully-developed cavitation at lower cavitation number induces a broad band spectrum. It is also shown that, when the roughness elements are applied to the wing tip and the leading edge, the cavitation characteristics and its induced noise are improved. Moreover, it is appeared that the condition at which the rough surface is at pressure side gives a better result. although its lift-drag ratio is reduced.
본 연구에서는 NACA0012단면을 갖는 타원형날개끝 캐비테이션과 유기소음특성에 미치는 표면거칠기의 영향이 실험적으로 조사되었다. 사용한 표면거칠기는 조도 $200{\mu}m$의 입자로서, 날개끝 3cm 구간에 부착하였다. 또한 날개끝과 앞날에 각각 3cm의 거칠기를 준 경우도 별도로 조사되었다. 캐비테이션 발생시험 결과 캐비테이션 초기발생위치는 실험한 받음각 범위에서 날개끝으로부터 대략 1/2 코오드정도 후류이며, 캐비테이션 수가 감소함에 따라 변화하는 형상을 보였다. 날개끝 캐비테이션에 의한 소음은 주파수 3-50kHs사이의 비교적 고주파수에서 음압이 증가하는 양상을 보였으나, 더 낮은 캐비테이션수에서 날개 앞날 캐비테이션으로 확장되면 전 주파수 범위에 걸쳐서 소음이 증가하었다. 캐비테이션과 소음발생은 표면거칠기가 증가할때 개선되는 경향을 보였으나 그 차이는 크지않았다. 날개 앞날과 끝날에 거칠기를 준 경우가 낮은 캐비테이션수에서 다소 유리한 캐비테이션 특성을 보여준 반면 양력-항력비의 감소에 따른 문제점도 지적되었다.
