• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.130-131
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• 2013

캐비테이션 현상은 고 유속 환경에서 발생(inception), 성장(growth), 붕괴(collapse) 및 소멸(disappearance) 과정이 반복적으로 일어나며 그 과정에서 기포붕괴에 따른 큰 충격압력을 방지하려는 분야와 이를 능동적으로 산업분야에 적용하려는 분야로 크게 대별된다. 본 연구에서는 캐비테이션의 붕괴거동을 수중 초음파 진동자에서 미세기포를 발생시켜 PIV기법을 이용하여 유동장을 계측하였다. 초음파 진동자는 직경 16 mm이며, 진동주파수는 20 kHz, 진폭은 $5{\mu}m$, $10{\mu}m$, $30{\mu}m$ 및 $50{\mu}m$를 각각 적용하였다. 유동구조, 난류강도, 레이놀즈 응력에 대한 통계적 유동정보를 계측한 결과 충격압력의 원인으로 알려진 캐비티 붕괴로 인해 유동특성을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제31권4호
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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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권3호
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• pp.328-336
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• 2002

decrease in efficiency due to cavity fluid fluctuation. The purpose of this study is to examine erosion aspect on the SS400 specimen by cavitation and the effect of impact pressure generated from the demolition of the cavity of ultrasonic vibrator horn in the marine sludge oil environment. The erosion damage of specimen was investigated mainly on weight loss, weight loss rate and maximum erosion rate with variation of the vibration amplitude of $50{\mu}m, 24{\mu}m$ as well as the change of space between transducer horn and specimen. The experimental results showed that as the space between ultrasonic vibrator horn and specimen disk increased, the weight loss and weight loss rate decreased and the values were larger in SFO than in SLO. These findings would help interpret the aspect of cavitation erosion damage in metallic materials of different operating environment and material characteristics.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.157-162
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• 2003

슬러지유는 선박의 운용상 필연적으로 발생된다. 따라서 선박으로부터의 기름오염을 방지하는 견지에서 본다면, 발생된 슬러지유를 선박내에서 자체처리하는 것이 가장 좋은 방법이 될 수 있을 것이다. 선박에서 발생되는 슬러지유를 연소가 가능한 기름으로 재활용할 수 있는 초음파 분쇄 시스템은 가장 현설성 있는 재활용 장치로 알려져 있다. 이러한 관점에서, 이 연구는 선박 슬러지유 환경에서 캐비데이션에 의하여 일반강(SS400)에 미치는 침식손상과 초음파 진동 캐비티의 붕괴로 인해 발생되는 충격압의 영향에 대해 고찰하는 것에 목적을 두고 있다. 시험편의 침식손상은 유온의 변화와 더불어 시험편과 진동자 혼과의 간격을 변화시키면서 주로 무게감소량, 무게감소율 그리고 최고 침식율을 대상으로 살펴보았다. 실험결과 초음파 진동자 흔과 시험편과의 간격이 커짐에 따라 무게감소량과 무게감소율이 감소되었고, 그 차이는 연료유 슬러지(SFO)에서가 윤찰유 슬러지(SLO)에서보다 켰다. 이러한 실험결과는 슬러지유 처리 시스템을 개발하고, 캐비테이션으로 인한 침식손상 방지 대책을 고려하는데 있어서 활용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.98-103
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• 2017

이 연구는 초음파 에너지의 공동현상(Cavitation)을 이용하여 선내 제조된 혼합연료유의 문제점을 개선하고 혼합연료유의 안정적인 사용이 가능하도록 하여 선박운용비의 상당부분을 차지하는 연료비를 절감하고자 한다. 실험은 선내 혼합연료유 제조 방식을 모사하여 선박용 연료유 M.G.O(Marine Gas Oil)와 MF-180(Marine Fuel-oil 180)를 각각 부피비 기준으로 0.25:0.75 및 0.75:0.25 비율로 혼합하였으며 초음파 처리장치를 이용하여 혼합연료유에 초음파 에너지를 직접 조사하여 초음파 에너지가 혼합연료유에 미치는 영향에 관해 고찰하였다. 실험결과, 선내 혼합유 제조시 보고되었던 문제점을 확인하였으며, 혼합시료유의 초음파 조사 후 잔류탄소량은 최대 28.4 % 감소하였다. 또한, 잔류탄소량 감소 및 분산 안정성 분석결과를 토대로 초음파 에너지에 의한 캐비티의 붕괴압이 연료입자 미립화에 효과가 있고, 중질연료유가 많이 함유된 혼합연료유의 일시적인 가용성을 높일 수 있을 것으로 판단되었다.