Journal of the Korea Society for Simulation (한국시뮬레이션학회논문지)

The Korea Society for Simulation (한국시뮬레이션학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on the Analysis of Underwater Behaviors of Two Bodies Having Different Weight Characteristics

중량 특성이 다른 2종류 운동체의 수중거동 해석 연구

  • Received : 2011.11.06
  • Accepted : 2012.01.30
  • Published : 2012.03.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this study, underwater behaviors of negative buoyant body and positive buoyant body, which are ejected from a platform, are compared through eject test and simulation. CFD(Computational Fluid Dynamics) method is used to calculate the hydrodynamic derivatives of negative buoyant body with varied hull. Hydrodynamic derivatives that cannot be calculated with CFD are used with the same values of base shape. The pitch angles of test data are much bigger than those of simulated data, and the reason is supposed to be the trailing air effect. A more accurate simulation is possible via modified force modeling which reflects this phenomenon. The underwater behaviors of positive buoyant body and negative buoyant body are somewhat different with each other at the same eject condition, but it may not be a problem in the view of operation.

본 연구에서는 수중에서 사출되는 양성부력체와 음성부력체의 수중거동을 사출시험 및 시뮬레이션을 통하여 비교하였다. 다양한 형상을 갖는 음성부력체의 동유체력 계수는 전산유체역학(CFD: Computatioanl Fluid Dynamics) 기법을 이용하여 계산하였으며, CFD에 의해 계산될 수 없는 계수는 기본형과 같은 값을 적용하였다. 종동요각의 시험 값은 시뮬레이션 값보다 훨씬 크게 나타났는데, 이는 추종공기 효과로 추정하였으며, 이 현상을 반영하여 외력 모델링을 수정함으로써 더욱 정확한 시뮬레이션이 가능하였다. 양성부력체와 음성부력체의 수중거동은 같은 사출 조건에서 다소 차이를 보이지만, 운용의 관점에서는 별다른 문제가 없는 것으로 판단하였다.

Keywords

References

  1. 김민재(2010), "기저부를 갖는 축대칭 수중운동체의 저항 예측에 관한 수치적 연구", 한국군사과학기술학회지, 제3권, 제3호, pp. 372-377.
  2. 김원제, 신용재(2001), 국내개발 부양장치 정비 및 시험, NSDC-519-010615, 국방과학연구소, pp. 1-2.
  3. 박성희, 김찬기(1990), 수중유도무기에 대한 운동방정식과 좌표, NSRD-513-90377, 국방과학연구소, pp. 14-15.
  4. 신용구, 김선영(1999), 몰수체에 대한 회전팔 시험, NSDC-513-991075, 국방과학연구소, pp. 13-15.
  5. 신지환, 김동훈, 김찬기(2011), "강제선회시험을 통한 수중 운동체 유체력 계수 추정", 2011 한국군사과학기술학회 종합학술대회지, pp. 2164-2167.
  6. Dyment, A., Flodrops, J.P., Paquet, J.B. and Marchand, D.(1998), "Gaseous cavity at the base of an underwater projectile", Aerospace Science Technology, Vol. 2, Issue 8, pp. 489-504. https://doi.org/10.1016/S1270-9638(99)80008-X
  7. Fossen, T. I. (1994), Guidance and Control of Ocean Vehicles, John Wiley & Sons Ltd., New York, pp.48-50.
  8. Fossen, T. I. (2002), Marine Control Systems: Guidance, Navigation and Control of Ships, Rigs and Underwater Vehicles, Marine Cybernetics AS, Trondheim, pp.57-62.
  9. Lewis, E.V., Ed. (1988), Principles of Naval Architecture vol III: Motions in Waves and Controllability. third ed., Society of Naval Architecture and Marine Engineers, New York, pp.193-194.
  10. Santhakumar, M., Asokan, T. and Sreeram, T. R. (2009), "Analysis of Parameter Sensitivity Using Robust Design Techniques for a Flatfish Type Autonomous Underwater Vehicle", International Journal of Quality, Statistics, and Reliability, Volume 2009, pp.1-10.

Cited by

  1. Simulation-Based Determination of Hydrodynamic Derivatives and 6DOF Motion Analysis for Underwater Vehicle vol.31, pp.5, 2017, https://doi.org/10.26748/KSOE.2017.10.31.5.371