• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.37-46
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• 1999

덕트 로터 추진장치에서 덕트와 로터 날개끝 사이의 간극변화가 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생 특성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 허브 보오텍스 캐비테이션과 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생특성의 상관관계를 살펴보기 위해서 추진장치 하류에서 축방향과 원주방향유속을 L.D.V.로 계측하였다. 날개끝 및 허브 보오텍스 캐비테이션 초기발생 관찰결과와 유속분포로부터 해석된 유동변화가 정성적으로 잘 일치하고 있으며, 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생 지연을 최대화할 수 있는 최적의 간극량을 도출하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.94-103
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• 1993

NACA0020 단면을 갖는 타원형 날개끝에서 발생되어 전개되는 Tip Vortex를 연구하기 위하여 날개표면과 후류에서의 유동특성을 조사하였다. 날개표면 유동은 Tufts법과 캐비테이션 관찰로 분석되었으며 날개표면 압력계측으로 유동가시화 결과를 보완하였다. 연구결과 강력한 스팬방향 압력구배가 Tip Vortex 생성에 결정적 영향을 줌과 아울러 날개 양쪽면에서의 유동이 공히 보오텍스의 생성에 기여함을 알 수 있었다. 한편, 자세한 Tip Vortex의 구조를 보기위하여 캐비테이션 관찰, Laser Sheet 기법에 의한 보오텍스 단면가시화 및 유속계측이 실시되었는데 보오텍스의 형상과 강도는 날개의 받음각에 지배되어 나타났다. 날개끝 유동의 전반적인 특성은 비점성유동 가정하에서 사용되는 보오텍스 모델링을 보완할 목적으로 분석되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.177-185
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• 2006

Cavitation is the dominant noise source of the marine vehicle. Of the various types of cavitation , tip vortex cavitation is the first appearance type of marine propeller cavitation and it generates high frequency noise. In this study, tip vortex cavitation behavior and noise are numerically investigated. A numerical scheme using Eulerian flow field computation and Lagrangian particle trace approach is applied to simulate the tip vortex cavitation on the hydrofoil. Vortex flow field is simulated by combined Moore and Saffman's vortex core radius equation and Sculley vortex model. Tip vortex cavitation behavior is analyzed by coupled Rayleigh-Plesset equation and trajectory equation. The cavitation nuclei are distributed and released in the vortex flow result. Vortex cavitation trajectories and radius variations are computed according to nuclei initial size. Noise is analyzed using time dependent cavitation bubble position and radius data. This study may lay the foundation for future work on vortex cavitation study and it will provide a basis for proper underwater propeller noise control strategies.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.501-508
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• 2011

In order to control the tip vortex cavitation occurring around the tip of a rotating propeller blade, researches on the propeller cavitation and blade tip vortex flows have been increased. In this paper, the propeller tip vortex flow for a blunt and sharp tips was studied using an unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations solver based on a cell-centered finite volume method. In numerical open water test, torques, thrusts, pressure distributions and vortex flows were compared for various rotating speeds. To consider a hull wake, the nominal wake was specified in inlet boundary condition. Pressure distributions and vortex flows with the hull wake were investigated for various propeller rotating angles. From the results, it was confirmed that the blunt tip propeller delayed the tip vortex flow.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.55-63
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• 1995

본 논문은 경계적분법에 의해 날개끝판이 부착된 프로펠러(EPP)의 성능을 해석하는 방법을 기술하고 있다. 나선 프로펠러 날개와 날개끝판을 사각형 판요소로 치환하고, 균일 세기의 쏘오스와 법선 다이폴을 분포하여 해석한다. 포텐셜을 기저로 하는 정식화 과정을 통해 적분방정식을 구하고, 나선날개와 날개끝판에서 동시에 법선방향 비침투조건을 만족시킴으로써 섭동 속도 포텐셜을 구하였다. Kutta조건은 반복작업을 통해 나선날개와 날개끝판의 뒷날에서 압력점프가 없어지도록 함으로써 만족시켰다. 예제계산을 통하여 날개끝판이 나선날개의 날개끝 부근의 하중을 증가시킴을 보였고, 동시에 날개끝판의 뒷날에 걸쳐 후연 보오텍스를 분산시킴으로써 강력한 날개끝 보오텍스의 형성을 피할 수 있음을 확인하였다. EPP의 성능을 추정한 결과는 실험결과와 좋은 일치를 보인다. 에너지절약 추진장치로 채택될 수 있는 EPP의 설계 및 해석을 위하여 본 연구에서 확립된 방법이 적용가능하리라 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.620-630
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• 2008

The characteristics of complicated propeller wake influenced by hull wake are investigated by using a two-frame PIV (Particle Image Velocimetry) technique. As the propeller is significantly affected by the hull wake in a real marine vessel, the measurements of propeller wake under the hull wake would be certainly necessary for more reliable validation and the prediction of numerical simulation with wake modeling. Velocity field measurements have been conducted in a medium-size cavitation tunnel with a hull wake. Generally, the hull wake generated by the boundary layer of ship's hull produces the different loading distribution on the propeller blade in both upper and lower propeller planes. The difference of the propeller wake behaviors caused by the hull wake is discussed in terms of axial velocity, vorticity and turbulence kinetic energy distribution in the present study.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.41-47
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• 2002

선박용 프로펠러 후류의 유동 특성을 적응형 하이브리드 2-frame PTV(Particle Tracking Velocimetry)기법을 적용하여 실험적으로 해석하였다. 프로펠러 위상각에 대해 위상평균하여 하류로 나아감에 따른 후류 유동의 발달과정을 연구하였으며, 주 유동 방향으로 날개의 뒷날로부터 프로펠러 직경만큼의 거리까지를 측정하였다. 하나의 날개에 대해 4개의 다른 위상각 각각에서 얻은 위상평균 속도장 결과는 프로펠러 날개의 압력 차이로 인해 발생하는 주기적인 날개끝 보오텍스가 하류로 이동해 나감을 보여주고 있다. 또한, 프로펠러 날개 표면을 따라 발달하는 경계층에 기인한 점성 후류는 축방향 속도성분의 결손을 가진다. 프로펠러 날개 뒷날에서 발생하는 후연 보오텍스는 하류로 나아감에 따라 수축되며 점성 소산으로 인해 그 세기 및 크기는 점차 작아졌다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.17-25
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• 2003

Velocity field behind a container ship model with a rotating propeller has been investigated using PIV (particle image velocimetry) system. Four hundred instantaneous velocity fields were measured at 4 different blade phases and ensemble-averaged to investigate the spatial evolution of vortical structure of near wake within one propeller diameter downstream. The phase-averaged mean velocity fields show the potential wake and the viscous wake formed due to the boundary layers developed on the blade surfaces. The interaction between bilge vortex developed along the hull surface and the tangential velocity component of incoming flow causes to have asymmetric flow structure in the transverse plane.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.62-69
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• 2016

It has been highly demanded to improve the accuracy of CFD(Computational Fluid Dynamics) methods for the assessment of the hydrodynamic performance of marine propellers in cavitating and non-cavitating flows. This paper presents a validation study on the numerical simulation of the tip vortex flow of a non-cavitating marine propeller SVA VP1304. The calculations are carried out by using the Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) approach, where the Reynolds Stress Model(RSM) is used for turbulence closure. The present paper contains a grid dependence test for the propeller open water simulations and a special emphasis is placed on conducting a local grid adaptation on the blade tip and in the tip vortex to reasonably reproduce the velocity and the pressure in the tip vortex flow field. The numerical results are compared with the experimental validation data, which are published in the second International Symposium on Marine Propulsors 2011(SMP'11). The present numerical results show a reasonable agreement with the experiments.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권4호
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• pp.263-269
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• 2010

조류발전용 HAT 임펠러에 팁 레이크를 적용하여 임펠러 성능을 고찰해 보았다. 기존의 조류발전용 임펠러는 날개 끝 보오텍스에 의해 효율 감소로 인한 전력 손실 뿐 아니라 소음 및 진동에 의한 설치해역 주변의 해양 생태계 파괴의 우려가 있다. 임펠러 날개 끝에 레이크를 적용함으로써 효율의 개선과 함께 소음 및 진동 저감 효과를 파악하고자 하였다. 향후 레이크 비율에 따른 효율증가 및 캐비테이션 성능 향상에 대한 최적화를 수행할 계획이다.