A set of experiments was carried out for obtaining the velocity field around the hydrofoil of finite span, using a wing of the NACA 0012 section in a circulating water channel. DPIV technique was used to measure the velocity field, and the velocity measurements along the span were done for 3 speeds, 3 submerged depths, and 4 angles of attack. Experimental data are compared with the theoretical assumptions, as well as the numerical findings by Lee and Lee(2004). Special care is given to the flow near the tips and in the region close to the leading edge. Though indirect, using the measured data of the velocity, it is now possible to compare the aerodynamic and the hydrodynamic strength of the circulation distribution of a wing in the framework of the lifting-line theory.
본 연구에서는 대형화, 고속화되어가는 잠수함 추진기의 소음을 보다 정확하게 예측하기 위하여 선체-부가물-추진기의 상호작용이 묘사되는 유동 수치해석을 토대로 비공동 추진기 소음을 예측하였다. 추진기 방사 소음을 예측하기 위해 선체-부가물-추진기 전체영역에 대한 유동 정보를 전산유체역학 해석으로 얻은 뒤, FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings) 음향상사법을 적용하여 두께소음, 하중소음에 대한 소음을 수치적으로 예측하였다. 수치적 소음예측 결과는 모형시험을 통해 검증하였으며, 전체 소음 수준과 저주파 대역 소음예측에 있어 계측결과와 좋은 일치를 보였다.
선박의 고속, 대형화 및 규제강화의 추세에 따라 유동소음의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서 유동소음을 설계에 반영하고 있는 것에 반해 조선해양분야에서는 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는, 선체유기 유동소음의 해석절차를 정립하고 쇄파의 영향이 작고 선체선형에 의한 유기소음의 특성이 뚜렷한 파랑관통형 선형에 대해 소음특성을 분석하였다. 선체유기 유동소음의 주요 메커니즘인 난류경계층 내부의 복잡한 난류유동과 구조물의 유체-구조 연성적 소음원은 벽면변동압력을 이용하여 가진력을 모델링하고 파워흐름해석법을 이용하여 진동음향 응답해석을 수행하였다. 주파수 영역 및 선체부위에 따라 상의한 소음특성을 가지며 저주파수 영역에서 선형의 영향이 상대적으로 크고 유속에 비례하는 경향을 확인할 수 있었다.
Level Set방법을 사용하여 액체와 기체의 서로 다른 상을 함께 해석하는 연구를 수행하였다. Level Set함수는 상의 경계면에서부터 부호를 갖는 거리함수로 정의되며,계산 격자에서 함수 값의 부호에 따라 각 상을 구분하고 물성치를 부여한다. 본 논문에서는 비압축성 유체의 보존식에 Level Set함수의 이동식을 연계하여 이상유동을 모사하는 지배방정식을 구성하였으며, 이를 pseudo-compressibility 방법으로 함께 풀었다. 이 때 다양한 문제에 적용이 가능하도록 일반 곡선 좌표계에서 식을 유도하였고, 수치해석을 위한 행렬식들을 함께 유도하였다. 개발된 해석 코드를 표면장력이 있는 기포 동역학 문제와 수중익에 의한 파도 발생 문제에 적용하여 타당한 결과를 얻을 수 있었다.
초음속 유동장치를 사용하여 제트 베인형 추력편향장치의 이론적 해석과 성능평가를 수행하였다. 현재 개발되었거나, 개발중인 제트 베인형 추력편향장치는 전술미사일이나 로켓의 공중발사, 함대발사, 수중발사 미사일과 고 고도 자세제어에 사용되고 있다. 저속도, 고 앙각의 비행시나 공기가 희박한 고 고도에서는 공력제어의 부족한 제어력을 향상시키기 위해 추력편향장치를 이용하여 추력 방향을 변경하고 제어력을 얻음으로써 방향 제어에 보다 월등한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 제트 베인 방식의 추력편향장치는 고도와 주위환경에 관계없이 작동되며, 제트 베인 편향각 $30^{\circ}$ 까지 효과적인 성능을 발휘하여 발사 초기시 그 성능을 이상적으로 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 자체 제작한 초음속유동장치의 성능시험 수행 및 노즐에서 발생되는 초음속 제트를 가시화하고, 2종의 제트 베인의 형상과 편향각에 따른 유동특성에 대해 조사하였다.
일반적으로 샌드파일 설치로 인해 파일주변지반은 교란되어 스미어 영향과 배수저항에 의해 압밀지연 현상이 발생하는 것으로 알려져 있다. 특히 예민한 점성토 지반일 경우 교란정도가 크며, 틱소트로피현상이 지연될 경우 지지력 및 압축특성은 불리하게 된다. 본 연구에서는 원지반 특성이 파악된 채취시료를 이용하여 완전 교란조건에서의 실내모형시험과, 염분농도변화에 의한 실내역학시험을 실시하였다. 실내모형시험 결과 낮은 하중단계에서의 압밀계수는 비교란 시료의 특성과 유사하게 나타났으며, 염분농도 증가에 따라 일축압출강도가 증가하고 강도회복은 빠르며 압축지수는 작게 나타났다. 결과적으로 점성토지반 간극수중 염분농도는 강도증대와 압축특성 변화에 영향을 주며, 틱소트로피 증대의 영향요소가 적은 담수지반에서 샌드파일을 시공할 경우 발생하는 과다침하의 한 원인으로 여겨지는바, 이와 같은 요인은 측방유동에 의한 침하거동과 함께 고려하여야 할 영향요소로 파악되어야 할 것으로 판단된다.
The present work solved 3D incompressible RANS equations on a rotating, multi-blocked grid system to efficiently analyze ducted marine propulsor with the interaction of propeller guidevane and annular duct. To handle the interface boundary between the guidevane and the propeller, a sliding multiblock technique based on the cubic spline interpolation was applied. To validate the present code, a turbine flow was simulated and the time-averaged pressure coefficients were compared with experiment. After the code validation, the flowfield around a ducted marine propeller with pre-swirl guidevane was simulated.
Recently, Communication media have been developed for the underwater communication in underwater environments where the underwater communication failures occur frequently. Although the underwater communication by one medium is not stable due to the influence of the underwater environment, the use of various communication media can complement each other and so this makes the underwater communication more stable. For this reason, this paper proposes approaches to the design and implementation of integrated MAC for complementing individual unstable underwater communications. In addition this paper presents the comparison and analysis on each of the proposed approaches so to be able to provide guidelines to designers and implementers of integrated MAC.
A Navier-Stokes code based on a unstructured finite volume method is used to simulate the MIT flapping foil experiment. A low Reynolds number $k-{\varepsilon}$ turbulence model is used to close the Reynolds averaged Navier-Stokes equations. Computations are carried out for a domain involving two flapping foils and a downstream hydrofoil. The computational domain is meshed with unstructured quadrilateral elements, partly structured. Numerical solutions show good agreement with experiment. Unsteadiness inside boundary layer is entrained when a unsteady vortex impinge on the blade surface. It shoves that local peak value inside the boundary layer and also local minimum near the edge of boundary layer as it developes along the blade surface. The unsteadiness inside the boundary layer is almost isolated from the free stream unsteadiness and being convected at local boundary layer speed, less than the free stream value.
In this paper, numerical simulation of cavitation flow for modified NACA66 hydrofoil was made by using the multi-phase RANS equation based on pseudo-compressibility. The Homogeneous mixture model comprised of the mixture continuity, mixture momentum and liquid volume fraction equations was utilized. A vertex-centered finite-volume method was used in conjunction 2nd-order Roe's FDS to discretize the inviscid fluxes. The viscous fluxes were computed based on central differencing The Spalart-Allmaras one equation model was employed for the closure of turbulence. Reasonable agreements were obtained between the calculation results and the experiment for pressure coefficients on the hydrofoil surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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