• 대한조선학회지
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• 제27권1호
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• pp.73-83
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• 1990

본 연구에서는 축대칭 전단 유동이 추진기면에 유입될 때의 유효반류 계산 방법을 다루었다. 이는 효율적인 추진기 설계와 추진기에서 발생하는 소음의 감소를 위해 선행되어야 할 분야이다. 계측된 공칭반류를 수학적으로 모델링하고 추진기면은 작동원판으로 이상화하여 선형 운동량 이론에 의해 문제를 정식화하였다, 이에 의해 전단 유동이 고려된 축방향 유효반류를 계산하는 전산프로그램을 개발하였으며 계산된 결과를 실험치 및 Huang 등의 계산 결과와 비교하였다. 계산결과 전단 유동의 영향은 허브로 갈수록 크게 나타났으며 유효반류는 추력 계수가 크고 허브에 가까울수록 다른 결과와 차이를 보이나 추력 계수가 작거나 허브에서 멀어질수록 잘 일치하고 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.299-307
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• 1991

본 연구에서는 근사수평 반류 성층유동에서의 계면마찰계수에 관한 일반화된 실험식을 개발하고자 한다. 이 실험식은 본 저자가 발표한 포화수-수증기와 물-공기 의 실험자료를 기초로 개발되며 공학적인 응용을 위하여 기액상레이놀즈 수와 유체의 물성치를 포함하는 거시적인 유동변수로 표현된다. 또 동일한 계면 마찰계숭에 대한 Nikuradse의 표면조도와 계면의 특성치로 표현되는 무차원 계면 유효조도와의 상관관 계를 구명하고 포화수-수증기와 물-공기의 2상유동에 공통적으로 적용할 수 있는 무차 원 계면유효조도와의 상관관계를 구명하고 포화수-수증기와 물-공기의 2상유동에 공통 적으로 적용할 수 있는 무차원 계면유효조도를 제안할 예정이다. 마지막으로 본 연 구에서 개발한 실험식과 기존 실험식을 비교 검토하고자 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.232-239
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• 1985

근사수평 이상반류유동에서의 플러딩천이에 대한 실험을 수행하였으며 이것을 바탕으로 반류유 동도(flow-regime map)를 완성하였다. 또 플러딩천이에 대한 응축의 영향을 고찰하였는데 플러 딩이 액체입구에서 야기될 때 플러딩 속도는 응축량을 고려한 유효증기량으로 표시되며 이 경우 반드시 히스테리시스효과를 동반하게 된다. 이 효과는 응축에 기인하는 것으로 그 메카니즘을 구명하였다. 또 전달액체유량이 영이 될 때의 임계증기속도는 액체분출유량이나 액체서브쿠울 링의 정도에 무관하며 본 연구에서 사용한 관의 경우, 수정 Wallis 변수로 1.74로 나타났다.

• 대한조선학회지
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• 제27권2호
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• pp.1-12
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• 1990

선미후류에 포함된 보오텍스 시스템과 프로펠러와의 상호작용을 이론적으로 해석하여 유효반류를 계산하는 방법을 제안하였다. 선미주위의 복잡한 유동을 Poincare의 방정식을 사용하여 수학적으로 표시하였고 임의의 점에서의 교란속도를 물체 표면에 분포되어 있는 쏘오스 및 보오텍스에 의한 유기속도의 표면적분과 유체중 위치하는 쏘오스 및 보오텍스에 의한 유기속도의 체적적분의 함으로 표시하였다. 이 식으로부터 유효속도(effective velocity)를 유체중 보오텍스에 의한 유기속도의 체적적분으로 정의하였다. 유체중의 보오텍스의 위치와 세기는 불균일한 호칭속도(nominal velocity)분포에 포함되어 있는 보오텍스로부터 프로펠러가 작동할 때의 유선변화를 고려하여 보오텍스 운동역학(vortex dynamics)을 만족하도록 결정된다. 이론을 검증하기 위한 계산예로써 축대칭 전단류(shear flow)중 원판형 추진장치가 작동할 때 프로펠러에 의한 유선변화 모형을 변화시켜 유효속도를 계산하였고 양력판 이론에 의한 값과 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.410-417
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• 2019

An axisymmetric submerged body(L=5.6m, Diam=0.53m) is installed in Large Cavitation Tunnel (LCT) of KRISO and the nominal and total velocities without and with the propeller in operation, respectively, are measured using Laser Doppler Velocimeter (LDV). The flow field is nearly axisymmetric except the wake of the supporting strut, and is considered ideal to study the hydrodynamic interaction between the propeller and the oncoming axisymmetric sheared flow. The measured velocity data are then provided to compute the propeller-induced velocity to get the effective velocity, which is defined by subtracting the propeller-induced velocity from the total velocity. We adopted, in computing the induced velocity, two different methods including the vortex lattice method and the vortex tube actuator model to evaluate the resultant effective velocity distribution. To secure a fundamental base of experimental data necessary for the research on the effective wake, we measured the drag of the submerged body, the nominal and total velocity distributions at various axial locations for three different tunnel water speeds.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.66-72
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• 1994

선박의 조종성능을 정확히 평가하기 위해서 지난 약 10년간 각종모형시험이 수행되었다. 그러나 수학모델에 나타나는 변수들은 너무 다양하고, 복잡한 특성을 나타내기 때문에 아직까지 설계분야에 직접 사용할 수 있는 유용한 형태가 구축되지 않았다. 본 연구에서는, 이 수학모델에서 가장 중요한 변수인 프로펠러에서의 유효반류계수($1-{\omega}_P$)와, 유효타각 $\delta_R(\beta_R)$)을 회류수조에서 조사하였다. 모델은 설계속도와 저속에서 각각 실험이 이루어졌고, 흘수 또한 만재상태와 밸러스트상태에서 실시되었다. 프로펠러 추력과 타직압력은 주어진 사항각과 프로펠러 회전수에서 측정되었다. 이 추력은 유효유입속도나 유입방향의 해석에 사용된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.30-37
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• 2004

Flow characteristics of the inflow ahead of a rotating propeller attached to a container ship model were investigated using a two-frame PIV (Particle Image Velocimetry) technique. Ensemble-averaged mean velocity fields were measured at four different blade phases. The mean velocity fields show the acceleration of inflow due to the rotating propeller and the velocity deficit in the near-wake region. The axial velocity distribution of inflow in the upper plane of propeller is quite different from that in the lower plane due to the thick hull boundary layer. The propeller inflow also shows asymmetric axial velocity distribution in the port and starboard side. As the inflow moves toward the propeller, the effect of phase angle variation of propeller blade on the inflow becomes dominant. In the upper plane above the propeller axis the inflow has very low axial velocity and large turbulent kinetic energy, compared with the lower plane. The boundary layer developed along the bottom surface of stern hull forms a strong shear layer affecting vortex structure of the propeller near-wake.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.1-10
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• 1997

본 연구는 실제 선박 주위의 점성 유동에 대해 RANS방정식을 사용하여 해석함으로써 그 계산 방법의 타당성 및 선형 설계에의 유효성을 입증하고, 모형선 크기에 따른 점성 유동의 영향, 즉 척도효과에 대한 기초 연구를 목적으로 하였다. 높은 레이놀즈수에서의 난류유동을 계산하기 위해 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 채용하였으며, 물체 근처에서는 벽법칙을 사용하였다. 선체의 3차원 형상을 효과적으로 처리하기 위해 물체적합좌표계를 이용하여 실제영역에서 유도된 지배방정식을 계산영역으로 변환시켰으며, 유한체적법을 사용하여 이산화시켰다. 압력 계산은 SIMPlE법을 사용하였으며, 이산화된 식들은 TDMA를 이용한 선순법으로 해를 구하였다. 실제 계산대상 선박은 4410 TEU급 콘테이너 운반선과 50,000 DWT급 살물 운반선으로 모형선 크기와 실선 크기에 대해 점성유동을 해석하여 비교하였으며, 모형선에 대해서 저항시험, 프로펠러 면에서의 반류분포 조사 시험, 그리고 한계유선 조사시험을 수행하여 계산결과와 비교 검토하였다. 계산결과는 선미 유동장에서의 평균속도와 압력 분포에 있어서 선미 형상에 따른 효과와 척도효과를 잘 묘사하고 있다. 특히, 계산된 프로펠러 변에서의 반류분포와 선체 표변에서의 한계유선 분포는 실험과 정성적으로 잘 일치하고 있으며, 점성저항 추정에 있어서는 실험 값과 ${\pm}5%$ 이내로 예측하고 있음을 보여 주고 있어 선형 개발의 설계 도구로 활용될 수 있음을 알 수 있다.