박용 프로펠러의 4상한 단독성능 계산

Computation of Four Quadrant Performance for a Marine Propeller in Open Water

비 압축성 점성 유동에 대한 RANS 방정식의 수치 해법을 사용해서 4상한(four quadrant) 조건에서 작동하는 박용 프로펠러 주위의 난류 유동과 프로펠러 단독 성능을 계산하였다. 4상한 조건의 단독 성능에 대한 실험결과가 존재하는 모형 프로펠러 P4381에 대하여 계산된 유동은 다양한 조건에서 프로펠러에 발생하는 3차원 유동박리를 포함한 복잡한 점성유동 특성을 잘 보여주었으며, 계산된 프로펠러 추력과 토크는 실험에서 캐비테이션이 심하게 발생된 일부 경우를 제외하고는 실험 결과와 잘 일치하였다.

A numerical solution method of the incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations is applied for calculating turbulent flows and performances of a marine propeller in open-water, four-quadrant conditions. Computed propeller flows of the model propeller P4381, for which the experimental data of the open-water performances exist, reveal complex viscous-flow characteristics including three-dimensional flow separations in various off-design conditions and also computed propeller thrusts and torques agree quite well with experimental data except some cases for which severe propeller cavitations occurred in the experiment.