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

포텐셜을 기저로 한 패널법에 의한 프로펠러의 비정상유동해석

This paper describes a potential-based panel method for the prediction of unsteady performance of a marine propeller operating in a non-uniform flow field. Boundary-value problem, formulated by distributing the normal dipoles and sources on the blade, the hub and the shed wake, is descretized and numerically analyzed in a discretized time domain. Through an extensive test and comparison with the analytic solution, the convergence in time step is verified for a two-dimensional foil. Unsteaty analysis is then carried out for the DTRC 4118 propeller operating in a harmonic wake, and compared favorably with the experimental result. The present method is shown applicable to the analysis of unsteady performance of the propellers.

본 논문은 불균일한 선미 유동장에서 작동하는 프로펠러의 성능 해석을 위한 포텐셜을 기저로 한 판요소법을 기술하고 있다. 본 방법은 법선 다이폴과 쏘오스를 프로펠러의 날개, 허브, 그리고 후류면에 분포하였고, 비정상 유동의 해석 방법으로는 시간 전진법에 의한 방법을 취함으로써 다이폴의 세기를 미지수로 하는 적분방정식을 얻고, 이산화하여 수치적으로 계산하였다. 2차원 날개에 대한 수치해석을 수행하여 해석해와 비교함으로써 시간간격에 대한 수렴성을 확보하였다. 또한, DTRC 4118 프로펠러에 대하여 조화반류하에서 작동하는 프로펠러의 비정상 성능을 해석하여 실험치와 비교함으로써 시간영역에서 프로펠러의 비정상 성능해석이 가능함을 보였다.