• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.252-255
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• 2011

Supercavitating torpedo uses the supercavitation technology that can reduce dramatically the skin friction drag. The present work focuses on the numerical analysis of the non-condensable cavitating flow around the supercavitating torpedo. The governing equations are the Navier-Stokes equations based on the homogeneous mixture model. The cavitation model uses a new cavitation model which was developed by Merkle(2006). The multiphase flow solver uses an implicit preconditioning scheme in curvilinear coordinates. The ventilated cavitation is implemented by non-condensable gas injection on backward of cavitator cone and the base of the torpedo. The comparison between the without and with ventilated cavitation numerical results, with ventilated cavitation using non-condensable gas injection is more efficient method.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.14-19
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• 2011

Two difference cavitation models based on the homogeneous mixture model are used to study cavitating flows through converging-diverging channel. Here, the cloud cavities, pressure distributions and other results have been obtained and compared to evaluate two cavitation models. What's more, differences are observed in the simulated results, due to the differences in characteristics of each model. Analytical results shows that the new improvement cavitation model is validated to have better effects on simulating cavitating flows

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권1호
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• pp.78-85
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• 2012

Cavitation causes a great deal of noise, damage to components, vibrations, and a loss of efficiency in devices, such as propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc., Thus, cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems. In this study, a two-phase flow solver based on the homogeneous mixture model has been developed. The flow characteristics around an axisymmetric cylinder were calculated and then validated by comparing with the experimental results in the cavitation water tunnel at the Korea Ocean Research & Development Institute. The results show that this solver is highly suitable for simulating the cavitating flows. After the code validation, the cavity length with changes of water depth, angle of attack and velocity were obtained.. Cavitation inception was also calculated for various operational conditions.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권3호
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• pp.25-32
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• 2012

This work was devoted to compare two different cavitation models to study the dependency of model constants. The cavitation model of Merkle et al.(2006) and Kunz et al.(2000) were used for the present computational study. The cavitation models were coupled with the incompressible unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes solver to indicate the vaporization and condensation processes. For this purpose, a preconditioning method was added as the pseudo-time term to solve the unsteady stiffness problems. For the validation of the numerical simulation, the computation was performed for the cavitating flow in a converging-diverging channel. The present results show that Merkle's cavitation model is independent to the model constants, and the higher numerical accuracy over Kunz's cavitation model.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권2호
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• pp.17-23
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• 2014

Cavitation causes a great deal of noise, damage to components, vibrations, and a loss of efficiency in devices, such as propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc. Thus, the cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems. In the present work, a two-phase flow solver based on the homogeneous mixture model has been developed. The solver employs an implicit preconditioning, dual time stepping algorithm in curvilinear coordinates. The flow characteristics around Clark-Y hydrofoil were calculated and then validated by comparing with the experimental data. The lift and drag coefficients with changes of angle of attack and cavitation number were obtained. The results show that cavity length and lift, drag coefficient increase with increasing angle of attack.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.87-94
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• 2017

프로펠러와 같은 수중운동체 주변에서 발생하는 공동 현상은 물체를 부식시키고 소음을 발생시키므로, 공학적 측면에서 중요한 문제로 다루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Clark-Y 수중익형에서 발생하는 공동 현상과 이로 인한 유동 소음을 예측하였다. 공동 예측 결과를 정량적으로는 수중익형 표면의 압력 분포, 정성적으로는 수중익형 주변 공동의 체적분율 변화 양상을 이용하여 비교하였으며, 실험결과 및 선행 연구와 비슷한 경향을 가짐을 확인하였다. 이러한 공동에 의한 유동 소음을 예측하기 위하여 음향상사법을 이용하였으며, 시간에 따른 체적분율 변화를 단극자 소음원으로, 수중 익형 표면에서의 비정상 압력섭동을 이극자 소음원으로 모델링하였다. 소음 예측 결과는 SPL과 방향성을 통해 분석하였고, 계산된 전체 주파수 영역에서 비정상 압력섭동에 의한 소음원이 지배적임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.250-261
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• 2023

본 연구에서는 펌프젯 추진기를 대상으로 공동, 비공동 조건에서의 유동 소음원을 규명하기 위하여 추진기의 각 구성품인 덕트와 스테이터, 로터에 의한 소음 기여도를 평가하였으며, 공동과 비공동 조건에서의 소음 수준을 비교하였다. 대형 캐비테이션 터널 내 Suboff 잠수함 선형과 펌프젯 추진기를 대상으로 균일혼상류 가정의 비정상 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 적용하였으며, 이상 유동을 모사하기 위해 Volume of Fluid(VOF) 기법과 Schnerr-Sauer 공동 모델을 적용하였다. 유동해석 결과를 기반으로 수중방사소음을 예측하기 위해 Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 방정식 기반의 음향상사법을 적용하였으며, 덕트와 스테이터, 로터로 구성된 3개의 비투과성 적분면과 추진기를 감싸는 형태의 2가지 투과성 적분면을 선정하여 소음 기여도를 평가하였다. 소음 예측결과로부터 스테이터는 전체 소음에 대한 직접적인 기여도는 낮으나 덕트와 로터에서의 유동 박리에 의한 소음원 형성에는 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 유동이 박리되는 연직상방과 우측방향으로 소음이 크게 방사되었다. 또한 로터에서는 날개의 흡입면과 압력면 간의 압력 섭동에 의해 추진방향으로 소음이 크게 방사되었으며, 투과성적분면을 통해 체적 소음원인 공동의 효과를 반영할 수 있음을 확인하였다.