• 대한조선학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.41-49
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• 1999

초고속선의 추진기로 새로이 주목받고 있는 공기유입 물제트 추진기에 대한 타당성을 검토하였다. 본 추진기는 벤틸레이션 상태에서 작동되므로 완전캐비테이션 단면을 사용하여 로터를 설계하였다. 즉 쐐기형(wedge type) 단면과 캐비테이터형(cavitator type) 단면을 갖는 로터 2종류를 설계 제작하여 모형시험을 수행하였다. 로터는 일반적으로 덕트-프로펠러에서 채택하고 있는 Kaplan형 프로펠러 형상을 선택하였다. 캐비테이션 터널 시험부를 개조하여 공기유입 물제트 추진기의 단독특성시험을 수행하였으며, 레이져 유속계를 이용하여 노즐 내부 속도를 엄밀하게 계측하였다. 단독특성 시험은 개조된 캐비테이션 터널의 시험부에서 수행되었으며 완전침수(fully-submerged)상태와 자유분출(free-jet)상태에서 수행되었다. 자유분출상태에서는 후류공기가 유입되어 벤틸레이션 현상이 발생하였으며, 특히 캐비테이터형 단면을 갖는 KP447 로터의 경우 낮은 전진계수에서 작동시킬 경우 완전캐비테이션이 발생하여 성능특성이 크게 변화하였다. 날개 압력면의 뒷날 부근에 높이가 다른 띠를 각각 부착시켜 양력 증가장치로 사용하였으며 이에 의한 추력과 토오크 변화를 계측하였다.

• 선박안전
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• 제17권
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• pp.24-43
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• 2005

최근 우리나라 어선어업은 한중일 어업협정, 연안 어업자원 감소 및 연안오염 등 사회적, 환경적 변화가 급변하고 있어 이들을 고려한 어선 선형개발이 필요로 한다. 현재 우리나라의 어선 중 연안지역에서 조업하는 5톤 미만의 소형어선은 전체 어선 중 $65\%$ 이상으로 구성되어 있으나 선박의 크기가 작고 부가가치가 낮은 관계로 지금까지 전문적인 연구는 거의 없었던 것이 현실이다. 한편, 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해하는 연안어선들의 해양사고 발생율은 전체사고의 $69.6\%$로 매년 증가하고 있는 추세이다. 전체 어선 안전사고 중 부유폐어망, 로프 등이 추진기에 감긴 사고는 전체 사고의 $10.4\%$로 매년 증가하고 있다. 이에, 추진기 손상에 의한 어선 사고와 연관하여 추진기를 보호하기 위한 장치로서 물분사 추진기(Water-Jet), 펌프제트(Pump-Jet)장치들이 있으나 이들은 고가 수입품으로서 영세한 어민들의 소형어선에 장착하기에는 한계가 있어, 본 연구에서는 폐그물, 로프 등 해상 부유물에 의한 추진기 손상이 발생되지 않는 프로펠러 보호터널 부착 추진장치를 개발을 목적으로 한다. 프로펠러 부착 추진장치는 기존 선미를 수정하여 추진기를 선체 안쪽으로 배치하며 돌출되는 부분은 덕트로 보호하고 있으며 이러한 추진기는 워터제트 추진기와는 달리 가격이 싸고 그물이나 부유물에 걸리지 않고 고장 시 신속한 대응이 쉬워 소형 연안어선에 적합할 뿐만 아니라 그물, 부유물, 갯벌이 많은 국내의 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해 시 매우 유용할 것으로 판단된다. 본 연구는 `프로펠러 보호터널 부착 연안어선의 선형개발`을 최종목표로 수행하였으며, 연구개발 내용은 기존 소형 연안어선의 분류 및 특성 조사 연구, 프로펠러 보호터널형 선미 선형 개발, 기존 선형 및 보호터널형 선형의 모형시험, 개발선의 구조강도 특성, 프로펠러 설계 및 단독시험, 보호터널 부착 추진기의 효율 검증 및 개발 대상 어선의 조선공학적 제 계산, 설계도작성 등을 실시하였다. 주요 요소 기술로서는 프로펠러 보호터널 부착 선형의 모형시험을 통하여 선미선형을 개발하며 FRP판부재의 구조강도 특성을 분석하고 그 결과를 활용하여 4톤급 연안어선의 시제선을 건조하고 시운전을 통하여 주요성능을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.149-156
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• 2022

In order to study the open-water test and analysis techniques for pumpjet propulsors in the Large Cavitation Tunnel (LCT), at the Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering, a set of test equipment was designed and manufactured. The pumpjet propulsor is composed of rotor, stator and duct resulting in the strong interaction between the components. A ring-shaped sensor was developed to measure the thrust and torque for duct and stator. The test equipment including the pumpjet is installed on an existing POW dynamometer in the reverse direction. The results from the reverse POW test setup were validated against those from the conventional POW test setup in the Towing Tank (TT) as well as in the LCT. The pumpjet open-water test was conducted at the Reynolds number of around 1.0×106, at which the obtained experimental data became stable in the Reynolds number effect test. The open-water test for the rotor (rotor-only) was conducted to study whether the duct and stator should be considered as a part of the hull or the propulsor. On the basis of the test results, it was shown that the duct and stator could be included in the propulsor. The total thrust, combined thrust of rotor, duct, and stator was used for the pumpjet open-water test analysis. As the whole pumpjet is defined as a propulsor, it is thought that the self-propulsion test and analysis could be conducted in the same way as that of the conventional propeller.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.34-42
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• 2015

The development of an azimuth thruster which has the function of dynamic positioning and propulsion has been greatly required as the demand of vehicles with it increases. To develop or design a reliable azimuth thruster, it is appropriate that the performance and cavitation observation tests should be conducted in the regime of high Reynolds number. In the present study, to satisfy high Reynolds number condition new dynamometer for a large azimuth thruster is manufactured and arranged in the test section of the Large Cavitation Tunnel (LCT). The test method composed of the open water and the cavitation observation tests is established successfully in LCT, considering the thruster design.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.48-54
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• 1995

선박용 추진기의 단독시험을 위한 소형시험기를 설계제작하고 모형선 예인수조에서 검증시험을 실시하였다. 제작된 시험기는 전동기의 반동력을 스트레인 게이지를 이용하여 직접 계측함으로써 재래의 시험기에서 사용하고 있는 마모성 슬립링을(Slip Ring) 제거하였다. 또한 기기의 구조 부재를 검력계의 검출부로 사용함으로써 소형의 모형선에 탑재될 수 있도록 경량화 및 소형화를 이룩하였다. 개발된 이 제품은 회류수조 등에서 효과적으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 선형시험수조 및 캐비테이션 터널에서 사용될 각종 시험 기기 설계의 기초기술을 포괄하는 것으로 평가된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.199-205
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• 2013

To research and develop an azimuth thruster, the new type of open water test dynamometers to measure thrust, torque, total thrust and duct force are designed and manufactured by Samsung Ship Model Basin(SSMB). A compact servomotor to be accurately controlled is connected to precise spiral bevel gear through shafting system combined by couplings and main shafts. The dynamometers have shown excellent linearity and repeatability for all components of forces and a torque. Also, the open water tests have been successfully performed to show the performance of the system. In near future, it is expected that the device can be used for the study of scale effects and development of azimuth thrusters.

• 한국해양공학회지
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• 제25권1호
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• pp.27-31
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• 2011

The previously developed method of estimating the propulsion performance of a UUV was applied to the high speed UUV, which is propelled by commercial thrusters. The thrusters were selected with an overdesign mentality; in other words, their capacities were excessive. At that point, the designer's concern was focused on a question regarding at what rpm the UUV could reach the design speed. Because the developed method required thrust coefficient curve data, the researchers asked for the POW data of the thrusters from the manufacturer. From the data, the researchers extracted the thrust coefficient and estimated the rpm value of design speed for the UUV. Finally, the researchers compared the estimated value and the result from a self-propulsion test using a VPMM (Vertical planar motion mechanism) test at a towing tank in MOERI.

• 한국해양공학회지
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• 제23권4호
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• pp.47-51
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• 2009

Thrust is one of the important performance characteristics of an AUV. At the design stage, the resistance of an AUV at its maximum speed is estimated and then the thrust system is designed, including the propeller diameter, propeller rpm, driving system, and required power. However, it is not possible to be certain that the thrust system has been correctly designed until the AUV is launched and its speed is measured. If data from a propeller open-water test is available, the thrust and torque of the propeller at a certain speed can be estimated. In addition, if the motor's torque characteristics are available, the maximum speed saturated by the induced propeller torque can be estimated. In this paper, an easy technique for estimating the maximum speed of an AUV will be shown, even in a case where additional resistance is gained from appendages not considered at the design stage. Furthermore, the thrust performance changes by adjusting the diameter of the propeller can be easily investigated.

• 대한조선학회논문집
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• 제61권4호
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• pp.236-246
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• 2024

The present study aims to identify the effects of the oblique inflow and vertical acceleration on a marine propeller's hydrodynamic force and moment. Computational Fluid Dynamics analysis is performed for a rotating propeller in open water conditions with heave motion after performing validation against experiment in straightforward conditions. The oblique inflow results in a linear increase of the off-axial component of the hydrodynamic force and moment rather than the axial one. Pitch and yaw moments due to the hull motion are dominated by the heave force and the moment arm of the propeller location. Additionally, the vertical acceleration leads to a linear augmentation of off-axial hydrodynamic force and moment, implying the added mass and moment of inertia. Notably, it is found that the off-axial hydrodynamic force and moment are dominated by the oblique inflow velocity rather than the acceleration.