• 선박안전
• /
• 통권31호
• /
• pp.14-24
• /
• 2011

최근 국제유가 상승과 탄소배출량 규제에 따른 친환경 선박의 개발 요구가 증대되고 있으며 이는 일반선 뿐만 아니라 어선에서도 마찬가지이다. 본 논문에서는 유류비 증가 및 어선의 노후화 등으로 인한 국내 어업 경쟁력의 약화 및 채산성 악화를 극복하기 위한 방안으로 연근해 어선용 추진기 개발을 위한 연구를 수행하였다. 현재 국내 어선현황에 기초하여 대표 선종인 130톤급 예망어선을 대상선으로 선정하고 추진기의 추진성능을 이론 및 실험적으로 평가 분석하였으며, 모형 시험 및 수치 해석 결과를 종합해 볼 때, 대상선의 프로펠러는 과도한 캐비테이션이 발생되는 상태에서 매운 높은 수준의 소음과 진동이 발생하는 것으로 추측된다. 이는 어선의 추진력 감소에 따른 연료비의 증대, 캐비테이션에 의한 추진기 손상, 과도하게 발생되는 소음에 따른 어획량 감소의 주된 원인이 된다. 본 연구를 통해 일반 상선의 추진성능 평가에 적용되는 최신 기술을 어선 추진기에 적용하여 모형시험 및 이론 성능 평가 과정을 정립하였으며, 이를 통해 앞으로 어선 추진기의 성능을 상당 부분 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.247-255
• /
• 2019

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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권9호
• /
• pp.1170-1174
• /
• 2014

추진기에서 캐비테이션이 발생되면 효율이 저하되고 진동과 소음이 발생한다. 소음은 캐비테이션이 처음으로 발생되는 시점부터 크게 증가되므로 캐비테이션 초생속도(CIS)를 가능한 높이는 것이 중요하다. 본 논문에서는 가변추진기의 캐비테이션 초기발생 현상을 확인하기 위하여 처음으로 캐비테이션 실선관측을 수행하였다. 관측 결과 가변추진에서 캐비테이션 초기발생은 볼트 캐비테이션으로 확인되어 볼트부위를 개선한 새로운 형상의 가변추진기를 제안하였다. 개선된 가변추진기에서는 볼트 캐비테이션이 전혀 발생되지 않았으며, CIS는 개선 전 가변추진기 보다 약 4.5 노트 향상된 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 저소음 가변추진기 개발과 CIS 성능 향상에 매우 유용한 자료로 활용될 것이다.

• 대한조선학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.28-31
• /
• 1995

워터제트(Waterjet) 추진의 개념은 선박용 스크류 프로펠러 만큼이나 오래 되었지만, 1960년대 까지도 많은 이용이 없었다. 왜냐하면 스크류 프로펠러가 더 간단하고 가벼우면서 훨씬 더 효 율적인 추진도구로 간주되어 왔기 때문이었다. 그러나 최근 수년 사이에 워터제트로 추진되는 세계적인 선박들 및 제작회사들의 수가 괄목할만한 증가를 보이고 있고, 선진국의 초고속선 개 발과 관령하여 워터제트 추진방식에 대한 새로운 시각에서의 연구가 활발히 진행되어지고 있 다[1]. 21세기 해상교통수당을 선도할 수 있으리라 판단되고 있는 초고속선 개발 연구를 수행하고 있는 선박·해양공학연구센터에서도 초고속선용 추진 장치로서 워터제트 추진기를 선택하였었 다[2]. 이러한 대표적인 이유로서는 종래의 일반적인 선박용 스크류 프로펠러로서는 고속 추진에 한계를 가지고 있는 반면, 워터제트 추진방식은 각 요소들의 최적 설계를 통해 고속에서의 추 진효율 향상을 꾀할 수 있기 때문이었다. 선진국에서는 이미 이러한 워터제트 추진에 대한 성 능해석 기법이 정립되어 있고[3], 중.소형 워터제트 추진기 제작을 통한 경험을 바탕으로 대출력 워터제트 추진기 개발도 가능한 단계이다[4]. 그러나 국내에서는 이에 대한 연구가 거의 없어 외국의 기술에 의존하고 있는 실정이다. 본 고에서는 워터제트 추진기의 기본적인 개념과 당 연구센타에서 수행하고 있는 모형시험법 개발 연구의 일부를 소개하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.24-31
• /
• 1998

본 논문에서는 경사축에 의해 추진기의 후면에 형성되는 비대칭 후류를 모델링하였고 이를 사용하여 추진기에 발생하는 비정상력과 모멘트를 계산하였다. 또한 공동발생시 비대칭후류가 공동 형상에 미치는 영향을 계산, 검토하였다. 추진기의 비대칭 후류위치를 계산하기 위해 유입유동을 축방향, 접선방향 그리고 반경방향으로 나누고 축방향 유동만을 이용, 후류면에서 zero pressure jump 조건을 만족하는 대칭후류 위치를 계산한 후, 접선방향 및 반경방향의 유동을 추진기의 매회전 위치에서 계산하여 대칭 후류와의 선형 합을 통해 비대칭 후류위치를 계산하였다. 새로운 비대칭 후류모델을 비정상 공동중의 추진기에 적용하여 대칭후류모델의 결과 및 실험 결과와 비교하였다. 비교결과 비대칭 후류모델로부터 계산된 비정상력 및 모멘트가 대칭 후류모델로부터의 결과들 보다 실험치와 좋은 일치를 보임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.243-249
• /
• 2023

함정 추진기에서 발생하는 캐비테이션은 함의 생존성과 직결되어 있으며, 생존성 향상을 위해 추진기 캐비테이션 초생이 지연되는 추진기 형상을 요구하고 있다. 그러나 한번 함정이 건조되고 나면 다양한 운용 조건에서 캐비테이션이 발생할 수 있어, 설계 뿐만 아니라 운용 시에도 추진기 캐비테이션 발생 여부를 알 수 있어야 한다. 이를 위해 선내에서 계측한 신호를 이용한 캐비테이션 발생 여부 판단이 필요하다. 본 연구에서는 추진기 상방 선체에 하이드로폰과 가속도계를 설치하여 추진기에서 발생하는 음향/진동 신호의 상관관계와 각 센서를 이용한 캐비테이션 초생 분석 성능에 대해 비교를 수행하였다. 캐비테이션 발생을 시각적으로 파악하기 위하여 선미부에 관측창을 설치하여 고속카메라 계측을 수행하였다. 계측 결과 음향과 진동 신호 간 스펙트럼 형상은 다르게 나타났으나, 선속에 따른 밴드별 레벨 증가분, 1 kHz ~ 10 kHz 대역의 전체 레벨 등은 비슷한 경향을 나타냈다. Detction of Envelope Modulation On Noise(DEMON) 분석에서도 음향과 진동신호 모두 비슷한 결과를 보여주었으며, 이를 통해 추진기 캐비테이션 발생분석에는 하이드로폰과 가속도계 모두 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.76-86
• /
• 2008

다양한 에너지원들을 전력발생용으로 활용할 수 있다는 점과 화학추진기로는 얻을 수 없는 높은 분사추진속도를 구현할 수 있다는 점은 전기추진기만의 장점으로 대두된다. 수많은 비화학추진기들이 연구개발중에 있으나 현재로서는 200s에서 5000s까지의 넓은 비추력 범위를 갖는 전기추진기의 연구개발이 가장 많은 진전을 이루고 있다. 따라서 본 논문의 주요내용은 전기추진기에 할애되어 있으며 전력으로 열을 발생시켜 추력을 얻는 전열추력기(electrothermal thruster), 정전기장을 응용한 정전기추력기(electrostatic thruster)와 플라스마 상태의 고온가스를 자기장으로 가속시키는 전자기추력기(electromagnetic thruster)에 대한 작동원리, 특성 및 개발현황들을 소개한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.30-34
• /
• 2005

고속 선박을 추진하는 한 방법으로 널리 사용되는 물분사 추진은 물을 내부 덕트로 빨아들여 임펠러로 물을 가속시켜 노즐을 통해 분사시킴으로써 입출구의 운동량차이에 의해 추력을 얻는 추진장치이다. 선박의 목적에 따라 사용되는 다양한 형태의 물분사 추진기의 개발을 위하여 모형실험을 통하여 그 성능을 검증하는 부분에서 로터의 피치각 변화에 따른 추진기의 성능 실험을 하는 것은 많은 비용과 시간이 따른다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 추진기 내부의 유동장을 4가지 피치각에 따라 추진력을 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 로터의 회전을 고려하여 슬라이딩 다중 격자기법을 적용하였고 추력계수, 토크계수, 그리고 모멘텀을 해석 결과와 비교 분석을 통하여 추진기의 성능과 효율을 추정하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2017년도 공동학술발표회
• /
• pp.89-89
• /
• 2017

해양경찰 소형 경비정에 주로 장착되었던 물분사(water jet type) propeller가 중대형 경비함으로 점차 확대되고 있으며, 축 형식은 2~4축, 유동을 제어하는 bucket 유형도 DRB, CSU(SRB) 방식으로 나뉘어져 있다. 그러나, W/Jet 추진기 고유의 운동 특성이 반영된 조함법의 연구가 부족한 편이다. 여기서는 함정에 장착된 W/Jet 유형별 SHS를 통하여 직접 구현해 보고, SHS 구현이 현실적으로 어려운 함정은 해양경찰 함정장들의 면담을 통하여 습득한 것을 이론적으로 구현 제시하여, 함정 조함시 지식적인 인적오류를 최소화하여 W/jet 추진기가 장착된 함정 승조원의 조함 능력 향상 및 안전운항에 기여하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.545-551
• /
• 2020

이 연구는 함정 건조 중 국외도입된 물분사 추진기 임펠러 전체에 표면 점식이 확인되어 이에 대한 원인규명을 위하여 수행하였다. 물분사 추진기 임펠러의 재질은 듀플렉스 2205로 일반적인 스테인리스강인 316l 및 317L보다 부식 및 공식에 대한 저항성이 우수하며 높은 기계적 강도를 가지고 있어 각종 해양 구조물 및 해수 담수화 설비에 사용되는 재질이다. 물분사 추진기 임펠러에 표면 점식에 대한 원인분석을 위해 주사전자현미경 관찰 및 분자생태학적 분석 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫 번째로 주사전자현미경을 통하여 표면 점식이 일어난 부위에서 "S" 성분을 발견할 수 있었고, 두 번째로 분자생태학적 연구결과 부식된 물분사 추진기 임펠러에서 채취한 샘플에 "dsrAB" 유전자가 검출되어, 임펠러 부식은 황산염 환원균에 의한 것으로 판단할 수 있었다. 향후 황산염 환원균에 의한 제품의 손상을 방지하기 위해선 함정 운항 전, 후에 황산염 환원균이 활동하기 어려운 환경인 65℃ 이상의 고온처리 실시, pH5이하 또는 pH9이상 유지, 선체와 추진기의 절연을 통한 과잉전자 생성 방지 등 예방적 관리가 필요하다.