Abstract
The effects of free surface and a strut on the lifting characteristics on a fin attached at the mid-chord of the strut are investigated experimentally in a circulating water channel. Variation of lift force on the fin is investigated with respect to free stream velocity(V), angle of attack of the fin(${\alpha}$) and ratio of the submergence depth of the fin to the chord of the fin(H/C). Attentions are focused on the lifting characteristics of the fin at shallow depths of submergence. Visualization of the free surface deformation along the strut and of the streamline about the fin is made in order to examine the inflow angle to the fin. Lift force on the fin alone i.e. in absence of the strut is also measured to investigate the difference in lifting characteristics of the fin caused by the strut. The results show that lift forces over the fin are largely affected by a free surface in the case of small submergence ratios(HiC<3.0). For HiC>5.0, the effects of the free surface are negligibly small. The inflow angle to the fin is significantly influenced by the strut and flow speed at the shallow depths of submergence. The deformation of the free surface is largely governed by the waves generated by the strut. However, for small submergence depths, the effects of the fin are found also significant.
잠수체(strut)에 부착된 핀(fin)의 자유표면 효과를 회류수조를 사용하여 실험적으로 연구하였다. 본 연구에서는 주로 유속(V), 핀의 앙각(${\alpha}$)과 핀의 몰수깊이 대 현장비, 즉 몰수비(H/C)에 따른 핀의 양력을 축정하였으며, 지주가 없는 핀만의 양력을 측정하여 지주에 부착된 핀의 양력과 비교함으로써 핀에 미치는 지주의 영향도 관찰하였다. 유동가시화를 통하여 지주만 있을 때와 핀이 부착되어 있을 때의 앙각에 따른 자유표면의 변화를 조사하였다. 이와 같은 실험들은 대체로 몰수비가 작은 영역을 중심으로 수행되었다. 본 연구의 결과로는 핀의 양력계수(CL)는 작은 몰수비(H/C<3.0)의 경우 자유표면의 영향을 크게 받으며, 큰 몰수비(H/C>5.0)인 경우는 자유표면의 영향을 거의 무시할 수 있다. 작은 몰수깊이에서 핀의 유입앙각도 지주와 유속에 의해 크게 영향을 받는다. 자유표면의 변형은 지주에 의한 조파현상이 지배적인 역할을 하고 있으나 핀의 몰수깊이가 작을 경우는 핀의 영향도 크게 작용한다.
