• 대한조선학회지
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• 제26권4호
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• pp.27-34
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• 1989

부분 캐비티가 발생한 2차원 수중익 문제를 해결하기 위하여 포텐시얼을 기저로 한 양력판 이론이 정식화 되었다. 본 이론은 수중익 표면에 다이폴과 쏘오스를 분포함으로써 각각 양력 및 캐비티 문제를 표현하고 있다. 날개표면의 접수부에서의 운동학적 경계조건은 날개의 내부유동에서의 전체 포텐시얼이 영이 된다는 대등한 조건으로 만족되었다. 캐비티 표면에서의 역학적 경계조건은 압력이 일정하다는 즉 속도가 일정하다는 조건을 거쳐 포텐시얼이 선형적으로 변한다는 조건으로 대치되었으며, 운동학적 조건은 특이함수의 세기가 결정된 후에 적분에 의하여 캐비티의 형상을 구하는데에 사용되었다. 따라서 Green 정리를 사용하면, 속도를 기저로 하는 통상적인 정식화가 아닌, 포텐시얼을 기저로 한 경계치 문제가 완성된다. 또한 수중익의 정확한 표면에 특이함수를 분포함으로써, 날개두께가 영인 수중익 신경 이론에 비하여, 날개표면에서의 압력분포의 정도를(특히 날개 앞날부근에서) 향상시켰다. 본 이론에서는 캐비티 길이를 가정하고 이에 대응하는 캐비티의 모양과 캐비테이션수를 계산하였다. 계산정도의 향상을 위하여 약 5회정도의 반복계산이 필요하지만 공학적 목적을 위해서는 2회의 반복계산이 충분함을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.333-338
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• 2008

해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기능을 갖는 수중구조물을 하부틈새를 갖는 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 규명하였다. 실험은 Re =$1.2{\times}10^4$ 조건에서 2프레임 입자영상유속계를 이용하여 속도장을 계측하여 고찰하였다. 측정된 시간평균 속도분포를 분석한 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다. 또한 하부틈새의 크기가 증가할수록 재순환 영역의 중심이 후류로 이동하고 재순환영역의 강도도 약해지는 결과를 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제37권2호
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• pp.92-98
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• 2018

본 논문은 모형 프로펠러를 대상으로 공동수조 시험, 수중 충격시험, 유한요소해석 및 전산유체해석에 기반하여 수행한 명음 발생 메커니즘 연구이다. 선미 유동을 모사하기 위해 반류망, 프로펠러 및 방향타를 설치하고 수중청음기와 가속도계로 프로펠러 명음 현상의 발생과 소멸을 계측하였다. 유한요소해석을 통해 프로펠러 날개의 고유진동수를 예측하고 접촉 및 비접촉식 충격시험으로 이를 검증하였다. RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식 기반 전산유체해석을 통하여 프로펠러 날개 각 단면의 유속과 유효 받음각을 계산하였으며, DES(Detached Eddy Simulation) 기반 고해상도 해석을 통해 명음 발생 위치에서 2-D 날개 단면 뒷전의 와류흘림주파수(vortex shedding frequency) 계산을 수행하였다. 수치적으로 예측된 와류흘림주파수는 모형시험으로 계측한 명음 발생 주파수 및 날개 고유진동수와 일치함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.261-269
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• 2021

공동 유동과 이로 인한 소음에 관한 대부분의 기존 연구들은 효율성이라는 장점 때문에 비압축성 가정의 검증 없이 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes 방정식에 기반한 수치 해석 방법을 사용하고 있다. 하지만 지금까지 비압축성 가정이 공동 유동과 소음의 예측에 미치는 영향에 대한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 날개 끝 와류공동 유동과 소음에 대한 유체의 압축성 영향을 고찰하기 위하여 날개 끝 와류 공동을 대상으로 비압축성 기반의 해석과 압축성 기반의 해석을 모두 수행하고, Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 음향상사법을 적용하여 공동 소음을 예측하고 비교하였다. 상류 방향의 유동 영향을 고려하기 위하여, 스큐각이 17°인 수중 추진기를 장착한 DARPA Suboff 잠수함 몸체를 고려하였다. 해석 영역은 실험결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소에서 보유하고 있는 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 날개 끝 와류 공동을 정확하게 예측하기 위하여 고정확도의 비정상 상태 지연박리와류모사 해석방법을 적응형 격자 기법과 연계하여 사용하였다. 압축성 유동 해석기법을 이용하여 예측한 음향 스펙트럼이 실험결과와 더 일치하는 결과를 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.

• 한국항만학회지
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• 제13권1호
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• pp.167-174
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• 1999

Numerical analysis of two-fluid flows for both water and air is carried out. Free-Surface flows with an arbitrary deformation have been simulated around two dimensional submerged hydrofoil. The computation is performed using a finite volume method with unstructured meshes and an interface capturing scheme to determine the shape of the free surface. The method uses control volumes with an arbitrary number of faces and allows cell-wise local mesh refinement. the integration in space is of second order based on midpoint rule integration and linear interpolation. The method is fully implicit and uses quadratic interpolation in time through three time levels The linear equation systems are solved by conjugate gradient type solvers and the non-linearity of equations is accounted for through picard iterations. The solution method is of pressure-correction type and solves sequentially the linearized momentum equations the continuity equation the conservation equation of one species and the equations or two turbulence quantities.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.188-192
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• 2009

A massive cavity is generated behind the underwater vehicles, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc. when a underwater vehicle moves at very high speed in the underwater. At this point it makes supercavitating flow and the nose, ie., the cavitator is very important fator at the vehicle since it should be surrounded by the cavity. The present work has focused on the simulation of cavitation flow using the new cavitator. The governing equation is the Navier-Stokes equation based on homogeneous mixture model. For the code validation, the results from the present solver have been compared with experiments and other numerical results. A fairly good agreement with the experimental data and other numerical results have been obtained.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1118-1122
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• 2005

수중보는 하천, 하수관 또는 인공수로에 건기시 유지수량을 확보할 목적으로 설치되며 제한 범위 이상의 물이 유입되는 경우 원활한 치수를 위하여 이를 자동적으로 방출시키도록 자동으로 수문을 개폐시키는 장치가 필요하다. 보통 10년 주기 내외의 평균 강우량에 맞추어서 그 용량이 결정되어야 경제성을 확보할 수 있게 된다. 그러나 10년 주기의 평균 강우량을 초과하는 강우가 발생할 경우에 유입되는 전체 수량을 유입시키면 해당 기기에 상당한 손상을 입히게 된다. 또한 재현기간을 너무 길게 잡을 경우, 해당 수처리의 설치비용이 과다하게 되고, 경제성이 낮아질 수 밖에 없다. 따라서 수처리를 위한 장치의 규모는 적정한 재현기간에 맞추어 설계하고, 재현기간을 초과하여 강우가 발생할 경우 강우 유입을 우회시킬 필요가 있게 된다. 이와 같이 수량을 우회 또는 통과시킬 목적으로 초과유량을 방출할 수 있는 완충회전수문 실험 모형을 제작하여 여러 차례의 실험을 토대로 한계수심 및 충격량을 이론적으로 산정하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권1호
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• pp.68-77
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• 1995

The two-dimensional pressure distribution, which is the most important parameter in the casting cleaning installations(CCI), was analyzed using the K-FIX computer program for two-phase flow. Modelling was done using R-Z coordinates for the initial and boundary conditions which don't have periodic influx and efflux, and also there was the electric discharge due to high pressure and temperature. The marked particles were introduced to prodict the structure and the size of main and local moving surfaces. The initial and boundary conditions were modified due to the internal structure of CCI.From the results of numerical analysis, it was shown that the maximum pressure on casting was increased with the increase of a water level. The pressure on casting in the radial direction was higher than that in axial direction. Also, it was proved that by introducing the marked particles it was possible to predict the surface structure in case of two-phase flow.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.316-320
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• 2003

This paper introduces an autonomous underwater vehicle (AUV) model, ASUM, equipped with a visual servo control system to dock into an underwater station with a camera and motion sensors. To make a visual servoing AUV, this paper implemented the visual servo control system designed with an augmented state equation, which was composed of the optical flow model of a camera and the equation of the AUV's motion. The system design and the hardware configuration of ASUM are presented in this paper. ASUM recognizes the target position by processing the captured image for the lights, which are installed around the end of the cone-type entrance of the duct. Unfortunately, experiments are not yet conducted when we write this article. The authors will present the results for the AUV docking test.