• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.4
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• pp.10-13
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• 1994

최근 선박의 대형화, 고속화로 인하여 추진기의 부하가 증가되고 있으며, 특히 최근 등장한 1,000TEU급 콘테이너선의 경우 추진기가 흡수해야되는 축마력이 70,000HP 이상인 경우도 잇다. 커다란 축마력을 흡수하여 선박을 빠른 속도로 추진시켜야 되는 최근의 추진기는 작동 원리상 캐비테이션 발생을 피할 수 없으며 캐비테이션 발생량의 허용범위 및 캐비테이션 거동의 특성을 고려하여 추진기를 설계하여야 된다. 캐비테이션의 여유가 없이 추진기 설계가 수행되기 때문에 추진기 캐비테이션의 성능해석은 엄밀한 정밀도가 요구된다. 캐비테이션이란 일정한 온도에서 유체동력학 작용에 의해서 유체주위의 압력이 일정한 압력(예 : 증기압) 이하로 낮아질 때 물이 기화하여 수증기로 변하면서 빈 공간을 형성하는 현상을 말한다. 이렇게 발생된 캐비티는 주위 압력환경에 따라 생성, 성장, 수축, 붕괴의 과정을 거치게 된다. 특히 붕괴의 과정은 짧은 시간 내에 급격히 진행되기 때문에 진동 및 소음의 원인이 되고, 심할 경우 추진기 혹은 주위 물체 표면에 침식작용의 원인이 되기도 한다. 본 고에서는 캐비테이션의 물리적 특성 및 분류방법을 간단히 소개하고, 캐비테이션에 의한 선박추진기의 성능저하 특성 및 모형시험 기법을 이용한 캐비테이션 성능해석법을 소개하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.38 no.3
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• pp.328-333
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• 2019

In this paper, to investigate the cavitation erosion phenomenon on the ship propeller, the correlation between the propeller noise and the cavitation intensity was analyzed. Cavitation erosion is closely related to cavitation collapsing intensity, which can be defined as the frequency and intensity of cavitation collapse. The pressure wave generated by cavitation collapse appears as a continuous acoustic pulse and this result is analyzed with the cavitation behavior to determine the relationship of the propeller noise to cavitation collapse intensity. This technique is applied to the propeller erosion test using the inclined shaft propeller model.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.223-227
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• 2005

최근 전산 유체의 발달로 이상 유동해석의 캐비테이션 모델 적용 방법이 발전되어 왔으나 다양한 수력학적 시스템에서 발생하는 캐비테이션 유동은 난류이며 물과 공기 사이에서의 복잡한 상호 작용을 가지고 있으므로 그 적용 예가 아직은 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 수중에서의 캐비테이션 해석과 이상 유동 해석을 위한 코드 개발 및 검증을 목적으로 3차원 회전체 주위의 캐비테이션 유동을 여러 가지 조건들의 변화를 적용하여 해석하였다. 또한 캐비테이션 발생과 관련한 다른 난류 모델에 적용하여 비교 분석을 수행하였다. 해석을 위한 모델의 지배방정식은 이상유동 Wavier-Stokes 방정식, 질량$\cdot$모멘텀 방정식의 혼합된 형태로 구성되어 있으며 방정식의 해를 구하기 위한 방법으로 유한차분법을 이용하였다. 해석결과의 신뢰성을 고려하여 반구형 실린더 주위의 캐비테이션 유동의 실험치와 비교 분석하였다. 그 결과, 본 연구의 수치 해석 방법과 실험적 방법의 결과가 강한 양의 상관관계를 가짐을 알 수 있었으며, 이러한 수치적 뒷받침은 본 연구의 전산수치 해석 방법이 앞으로의 여러 유동 해석으로의 적용 가능성을 보여준다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.14 no.5
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• pp.100-106
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• 2020

Turbopumps for liquid rocket engines are exposed to various cavitation instabilities under their operating conditions. The instabilities affect the stability of the turbopumps. To make sure of the stability of the turbopump of KSLV-II, the present work examined the characteristics of the cavitation instabilities during the turbopump assembly test. In the test, the LOx pump was operated under super-synchronous rotating cavitation and attached to uneven cavitation. In the vibration analysis of the fuel pump, the characteristic frequency by the super-synchronous cavitation of the LOx pump was clearly shown.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.167-170
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• 2004

본 논문에서는 수중익 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동 및 소음을 Eulerian-Lagrangian 기법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. Eulerian-Lagrangian 기법은 캐비테이션 버블이 유동장에 미치는 영향이 거의 없다는 가정하에 유동장과 캐비테이션 거동을 일방으로 연계하여 해석하는 방식이다. 수중익 버블 캐비테이션 해석을 위한 유동장은 비압축성 RAMS 방정식을 해석하여 구하고 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 유동장은 일반적 CFD 기법의 큰 수치 소산으로 그 특성이 잘 나타나지 않으므로 Sculley 볼텍스 모델을 이용하여 해석한다. 해석한 유동장 정보를 입력치로 하고 버블의 지배 방정식인 Rayleigh-Plesset 방정식과 Newton의 제2법칙에 근거한 궤적 방정식을 연계하여 캐비테이션의 성장-붕괴와 운동을 예측한다. 계산된 거동 정보를 이용하여 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 소음을 예측하였다. 본 연구는 수중 운동체에서 발생하는 캐비테이션의 거동과 소음의 특성을 파악하고 그에 따른 대비책을 마련하는 기본 연구로서 활용할 수 있을 것이다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.37 no.6
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• pp.387-395
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• 2018

In this study, the noise characteristics of the propeller tip vortex cavitation and its inception were analyzed experimentally. Generally, tip vortex cavitation is the first appeared cavity that occurs in a propeller. If propeller tip vortex cavitation is appeared, the level and characteristics of underwater radiated noise changes dramatically compared with the non-cavitating propeller. Therefore, it is very important to analyze the noise characteristics of the propeller cavitation and to detect the cavitation inception in the development of the propulsion system for military vessel and underwater weapon system. The change of noise characteristics due to the inception and growth of the propeller tip vortex cavitation was analyzed. Various imaging-noise measurement and analysis technique were used to determine the inception of propeller cavitation.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.18 no.5
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• pp.481-487
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• 2012

Recently, the construction of the small Al alloy ships is an increasing trend in viewpoint such as the disposal issue of a retired ship, the enhancement of environmental regulation and resources recycling etc. for FRP ships. However, Al alloy ship which can achieve high speed by light weight in marine environment is exposed to a problem on materials damage by cavitation-erosion which is generated by large impact pressure with the collapse of air bubbles due to cavitation. Consequently, in this study, water cavitation peening technology was applied in Al alloy for ship to enhance durability life by preventing cavitation damage. So, the water cavitaton peening application time that presented the excellent cavitation characteristic investigated. The weight-loss of 5456-H116, 5083-H321 and 5052-O Al alloy at the optimum water cavitation peening time were improved to 42.11 %, 50.0 % and 25.7 %, respectively.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.9
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• pp.1170-1174
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• 2014

If cavitation occurs in propeller, it generates vibration and noise accordingly which results in low efficiency of propeller. It's important to increase cavitation inception speed(CIS) since the noise of cavitation increases significantly from the beginning of cavitation. This paper describes the result of actual observation and measurement onboard ship with controllable pitch propeller(CPP), so as to verify the first occurrence phenomenon of cavitation. The research suggests new type of controllable pitch propeller with improved CIS at the bolt as it started with bolt cavitation as result of observation. It's not found bolt cavitation on the CPP proposed in this paper, furthermore its CIS is increased approximately by 4.5 knots than the existing CPP. The result of the research can be used for development of low-noise CPP and improving performance of CIS.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.1
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• pp.84-93
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• 1994

The purpose of present study is to investigate the surface roughness on tip-vortex cavitation and its induced noise, emanating from an elliptic wing of NACA 0012 section. Roughness elements of $200{\mu}m$ are applied to the 10% portion of wing tip, and then, the wing tip as well as the leading edge. It is shown from cavitation observation that the cavitation inception is first visible at about half chord downstream of wing tip for most experimental conditions, and developed into the tip-vortex cavitation and finally the fully developed cavitation as cavitation number is decreased. Acoustic noise generated by a tip-vortex cavitation has its frequency range of 3 kHz to 50 kHz, while the fully-developed cavitation at lower cavitation number induces a broad band spectrum. It is also shown that, when the roughness elements are applied to the wing tip and the leading edge, the cavitation characteristics and its induced noise are improved. Moreover, it is appeared that the condition at which the rough surface is at pressure side gives a better result. although its lift-drag ratio is reduced.

• Fire Science and Engineering
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• v.16 no.4
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• pp.59-64
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• 2002

Investigation of flow characteristics on pressure loss and cavitations of the butterfly valve has been carried out. The pressure loss coefficient on opening angle of valve has been formulated by applying the Carnot's equations. Cavitations (such as cavitation Inception, super cavitation inception, cavitation damage inception, choking cavitation) have been predicted from the pressure loss coefficient of valve. The prediction of pressure loss and cavitation has been carried out change of the thickness ratio on opening angle of valve. The prediction data is utilize to necessary engineering data to develope of the butterfly valve.