• 대한기계학회논문집A
• /
• 제28권10호
• /
• pp.1566-1573
• /
• 2004

When a projectile travels at high speed underwater, supercavitating flow arises, in which a huge cavity is generated behind the projectile so that only the nose, i.e., the cavitator, of the projectile is wetted, while the rest of it should be surrounded by the cavity. In that case, the projectile can achieve very high speed due to the reduced drag. Furthermore if the nose of the body is shaped properly, the attendant pressure drag can be maintained at a very low value, so that the overall drag is also reduced dramatically. In this study, shape optimization technique is employed to determine the optimum cavitator shape for minimum drag, given certain operating conditions. Shape optimization technique is also used to solve the potential flow problem fur any given cavitator, which is a free boundary value problem having the cavity shape as unknown a priori. Analytical sensitivities are derived for various shape parameters in order to implement a gradient-based optimization algorithm. Simultaneous optimization technique is proposed for efficient cavitator shape optimization, in which the cavity and cavitator shape are determined in a single optimization routine.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제44권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2007

In order to investigate the noise characteristics of the different caviation, noise measurements were carried out in a large cavitation tunnel of the Samsuug Ship Model Basin(SSMB). The noise measurements for a 3-dimensional hydrofoil were carried out at the angle of attack of $12^{\circ}$ and $16^{\circ}$ according to the decrease in cavitation number. It is exhibited that sound pressure level(SPL) increased sharply with cavitation inception. The frequency of the noise induced by sheet cavitation was higher than that of tip vortex cavitation in the phase of cavitation inception. Within the range of the high frequency, in the case of fully developed cavitation, sheet cavitation noise was significantly increased in sound pressure level compared with tip vortex cavitation noise. In this study, the noise characteristics of the different cavitation types were considered experimentally and would be utilized as a basis for the analysis of propeller cavitation noise.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.78-85
• /
• 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
• /
• 제18권1호
• /
• pp.13-21
• /
• 2013

Cavitating flow is usually formed on the surface of a high speed underwater object. When a object moves near a free surface at very high speed, the cavity signature becomes one of the major factors to be overcome by sensors of military satellite. The present work was to study the free surface effect on the ventilated cavitation. The governing equations were Navier-Stokes equations based on a homogeneous mixture model. The multiphase flow solver used an implicit preconditioning method in the curvilinear coordinate system. The cavitation model used here was the one first presented by Merkle et al.(2006) and redeveloped by Park & Ha(2009). Computations considered the free surface effects were carried out with a NACA0012 hydrofoil and the corresponding results were compared with the experimental data to have a good agreement. Calculations were then performed considering the ventilated cavitation, including the effect of non-condensable gas under the free surface effects.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
• /
• pp.1876-1881
• /
• 2003

When a projectile travels at high speed underwater, supercavitating flow arises, in which a huge cavity is generated behind the projectile so that only the nose, i.e., the cavitator, of the projectile is wetted, while the rest of it should be surrounded by the cavity. In that case, the projectile can achieve very high speed due to the reduced drag. Furthermore if the nose of the body is shaped properly, the attendant pressure drag can be maintained at a very low value, so that the overall drag is also reduced dramatically. In this study, shape optimization technique is employed to determine the optimum cavitator shape for minimum drag, given certain operating conditions. Shape optimization technique is also used to solve the potential flow problem for any given cavitator, which is a free boundary value problem having the cavity shape as unknown a priori. Analytical sensitivities are derived for various shape parameters in order to implement a gradient-based optimization algorithm. Simultaneous optimization technique is proposed for efficient cavitator shape optimization, in which the cavity and cavitator shape are determined in a single optimization routine.

• 한국추진공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.9-15
• /
• 2012

추력변화를 초공동 수중운동체의 추진체로 사용되는 수반응성 금속입자와 해수는 연소챔버 내에서 균질하게 혼합될 때 비추력이 극대화 된다. 본 연구의 목적은 상사성의 관점에서 분사기 형상이 입자 분포에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 PIV기법을 이용하여 반경방향의 입자 분포와 입자 평균속도의 상사성에 대하여 알아보았다.

• 한국음향학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.411-422
• /
• 2015

본 논문은 "천해 지질환경과 음파전달환경과 상호 연계 연구"를 목적으로 한국해양과학기술원과 한양대학교가 2013년 4 ~ 5월에 경기만 태안반도 서쪽에 위치한 천해환경에서 공동으로 수행한 지질환경 조사 및 수중음향 실험에 대한 개요를 기술하였다. 실험지역은 강한 조류와 천해의 지형학적 특성에 의해 다양한 종류의 퇴적상과 베드폼이 형성되는 해역이다. 집중적인 지질환경 특성 조사를 위해 다중음향측심기, 천부지층탐사기, 중천부지층탐사기, 그랩을 이용하여 조사해역의 지질환경 특성을 파악하였으며, 저주파수, 중주파수 대역의 음원과 수직선배열청음기를 이용하여 주파수 200 ~ 16,000 Hz 대역에서 1) 저주파수 음파전달, 2) 중주파수 해저면 반사손실, 3) 주변소음의 공간 코히런스 분석, 4) 중주파수 해저면 후방산란에 대한 연구 주제로 해상실험이 수행되었다. 본 논문에서는 연구지역에서 음향실험을 실시한 동기, 음향실험 방법론과 측정된 지질자료를 기반으로 음향자료 해석과, 실험기간 동안 측정된 지질환경, 기상 해양물리 자료를 요약 정리하여 기술하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제15권3호
• /
• pp.110-114
• /
• 2010

수영만에 설치된 모니터링 부이에서 관측된 해류, 바람, 파고자료와 부산항의 조석자료를 이용하여 강한 이안류가 발생했던 2009년 8월 13~15일의 물리환경을 분석하였다. 수영만의 조류는 단주기 해류성분과 비슷한 크기를 가지며 대조-소조에 따른 변화를 보인다. 이안류가 발생했을 때 북동풍이 강하게 불고 조류와 해류가 해운대 해안 쪽 방향으로 중첩되었다는 공통점이 있고, 8월 14일 오후에 이안류가 없었을 때는 파고와 조석은 유사한 조건이었지만 조류와 해류가 거의 반대방향이었다. 강한 바람은 큰 파랑을 동반하여 이안류 발생의 기본조건을 조성하지만 만 내의 해류에 미치는 국지적인 영향은 비교적 작다. 수영만에 인접한 세 해수욕장 중에서 해운대에서만 강한 이안류가 나타나는 데에는 해운대 중앙부의 특이하게 얕은 수중언덕이 외해에서 들어오는 파랑, 해류, 조류를 감쇠시키는 효과가 중요할 것으로 생각된다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.55-59
• /
• 2005

본 자료는 과거 이어도 해양과학기지의 건설과 관련하여 건국대학교와 한국해양연구소가 공동으로 수행한 이어도 수중암초 주변의 파랑변형에 대한 수리모형실험 결과이다. 실험은 총 4개의 파향 (NNW, SE, S, SSW) 각각에 대하여 이어도 정상부 주변 16m×18m의 영역에서 1m 간격으로 파고를 계측하였으며, 4개 파향 공히 이어도 정상에서 쇄파가 발생함을 관찰하였다. 이 자료는 기존의 파랑전파 수치모델의 성능개선과 관련하여 국소적 쇄파역에서의 모델성능을 검증하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
• /
• pp.130-131
• /
• 2013

캐비테이션 현상은 고 유속 환경에서 발생(inception), 성장(growth), 붕괴(collapse) 및 소멸(disappearance) 과정이 반복적으로 일어나며 그 과정에서 기포붕괴에 따른 큰 충격압력을 방지하려는 분야와 이를 능동적으로 산업분야에 적용하려는 분야로 크게 대별된다. 본 연구에서는 캐비테이션의 붕괴거동을 수중 초음파 진동자에서 미세기포를 발생시켜 PIV기법을 이용하여 유동장을 계측하였다. 초음파 진동자는 직경 16 mm이며, 진동주파수는 20 kHz, 진폭은 $5{\mu}m$, $10{\mu}m$, $30{\mu}m$ 및 $50{\mu}m$를 각각 적용하였다. 유동구조, 난류강도, 레이놀즈 응력에 대한 통계적 유동정보를 계측한 결과 충격압력의 원인으로 알려진 캐비티 붕괴로 인해 유동특성을 확인하였다.