• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.270-276
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• 2019

국제해사기구(IMO) 2020 규정에 의해, 2020년 1월부터 지정된 배출규제해역 밖을 운항하는 선박도 황 함유량이 0.5% 이하인 저유황유를 사용하여야한다. 고가의 저유황유 소비를 최소화하기 위해 에너지저감 장치의 도입이 시급하며, 그 중에서도 상반회전 프로펠러 시스템이 가장 효과적이라고 알려져 있다. 상반회전 프로펠러를 구동하는 축계는 내축과 외축으로 구성되고 상호 영향을 주는 시스템으로 하나의 축으로 이루어진 일반 축계 시스템보다 훨씬 복잡하며 무거운 구조이다. 국내에서는 처음으로 상반회전 프로펠러 축계 시스템을 장착하기 위해 37K 정유운반선 용 상반회전 프로펠러 축계의 초기 설계가 진행되었다. 본연구의 목적은 초기 설계의 선급승인을 위해 베어링 반력해석을 수행하여, 저널 베어링이 선급에서 요구하는 설계기준을 만족하는지를 검증하는 것이다. 프로펠러의 추력은 축 중심에 작용하는 것이 이상적이지만, 선미부 선체 형상에 의해 발생하는 불균일한 반류 등의 영향으로 추력 편심이 발생한다. 본 연구에서는 추력 편심을 반영한 하중조건을 적용하여 축계해석을 수행하였고, 그 결과를 선급 요구 설계기준과 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.391-398
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• 2020

프로펠러에 의해 생성된 회전 유동에 의한 손실된 에너지를 일부라도 회복시킨다면 추진효율을 증가시킬 수 있고 선박의 운항에 필요한 연료 소모를 줄일 수 있다. 이러한 목적을 위해 설치되는 장비를 에너지저감 장치라고 하며, 이 중 추진효율을 가장 증대시키는 장치 중 하나가 상반회전 프로펠러 시스템이다. 대형 선박에 상반회전 프로펠러를 장착하기 위해서 우선 해결해야 할 과제는 저널 베어링에 발생하는 평균 압력이 선급 요구 조건을 만족하는 것인데, 국내에서는 현재 이 단계를 극복하지 못해 실용화가 이루어지지 않고 있다. 그 다음 단계는 국부 압력도 낮추어 신뢰성을 높이는 것이다. 본 연구에서는 첫 단계인 평균 압력 문제를 해결하기 위해 상반회전 프로펠러 장착 대상 선박으로 축계의 중량을 줄일 수 있는 선미 형상이 짧은 정유운반선을 선정하였고, 이에 적합한 축계 설계안을 제시하였다. 제시안에 대해 축계 해석을 수행한 결과, 선박에 주로 사용되는 저널 베어링 라이닝 재질(화이트메탈)에 대한 선급 요구 설계기준인 평균 면압 0.8 MPa(8 bar)을 만족함을 확인하였으며, 다음 단계인 국부 압력 감소의 필요성도 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제14권2호
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• pp.36-43
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• 2000

In this paper a Vortex Lattice Method is used to predict the performances of a contra-Rotating Propeller. Greeley and Kerwin's(1982) wake model is adopted instead of the exact trailing vortex geometry. The interaction of the two propellers is treated by the sense that the induction of one propeller upon the other propeller is averaged in the circumferential direction . Two single propellers (DTRC 4119 & DTRC 4842) are chosen and compared with the experimental and other numerical results published. Then the computational results for three CRP's (4-0-4 CRP(DTRC 3686+DTRC 3687A) 4-0-5 CRP(DTRC 3686+DTRC 3849) & DTRC CRT(DTRC 5067+DTRC 5068) are compared with the experimental and numerical results published. The interaction of both propellers by the change of inflow velocity and circulation of each propeller is investigated.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.248-254
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• 2013

IMO가 도입한 Energy Efficiency Design Index (EEDI)의 강제로 최근 관심이 증가되고 있는 상반회전 프로펠러(Contra-Rotating Propeller, CRP)의 단독 상태에서의 성능평가를 위한 보오텍스격자법(Vortex Lattice Method) 기반의 포텐셜 수치해법과 모형시험법을 확립하고 이를 특정 CRP에 적용하여 유용성을 검증하였다. 대상 CRP는 EEDI 개선을 목적으로 설계된 것으로 그 성능을 본 연구의 수치 및 실험 해석을 바탕으로 분석하였다. CRP의 설계점을 포함한 주 작동 영역에 대해 계산과 실험이 좋은 일치를 보임을 확인하였고, 본 연구를 통하여 제안된 기법은 향후 CRP 설계 및 성능해석에 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.282-290
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• 2013

The effects of the combination of blade number for forward and after propeller on the propeller shaft forces of a contra-rotating propeller (CRP) system are presented in the paper. The research is performed through the numerical simulations based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations (RANS). The simulation results of the present method in open water condition are validated comparing with the experimental data as well as the other numerical simulation results based on the potential method for 4-0-4 CRP (3686+3687A) and 4-0-5 CRP (3686+3849) of DTNSRDC. Two sets of CRP are designed and simulated to study the effect of the combination of blade number in behind-hull condition. One set consists of 3-blade and 4-blade, while the other is 4-blade and 4-blade. A full hull body submerged under the free surface is modeled in the computational domain to simulate directly the wake field of the ship at the propeller plane. From the simulation results, the fluctuations of axial force and moment are dominant in the case of same blade numbers for forward and after propellers, whereas the fluctuations of horizontal and vertical forces and moments are very large in the case of different blade numbers.