• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제7권3호
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• pp.13-33
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• 2003

This paper presents a numerical study on tip vortex cavitation inception predictions based on non-spherical bubble dynamics including splitting and jet noise emission. A brief summary of the numerical method and its validation against a laboratory experiment are presented. The behavior of bubble nuclei is studied in a tip vortex flow field at two Reynolds numbers, provided by a viscous flow solver. The bubble behavior is simulated by an axisymmetric potential flow solver with the effect of surrounding viscous flow taken into account using one way coupling. The effects of bubble nucleus size and Reynolds number are studied. An effort to model the bubble splitting at lower cavitation numbers is also described.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.255-267
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• 2022

본 논문에서는 오리피스형 공기분사기에서 생성된 기포소음 특성을 고찰하였다. 전반적인 기포소음 특성을 파악하기 위해 Strasberg와 Blake가 각각 제안한 기포소음 스펙트럼을 살펴보았고, 기포소음 계측을 위해 선박해양플랜트연구소의 대형캐비테이션터널에서 공기분사 실험을 수행하였다. 본 실험은 5종의 공기분사기를 이용하여 정지 유체 조건과 유동 조건에서 수행되었다. 계측결과로부터 실험 조건에 따른 기포소음 스펙트럼 특성을 관찰하였고, 회귀분석을 통해 기포소음에 대한 인자별 영향을 분석하였다. 끝으로 회귀분석 결과를 기반으로 기포소음 추정식을 제안하였고 제안된 추정식은 계측결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.190-197
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• 2006

It is well known that the acoustic characteristics of the sea are significantly affected by bubbles which have their own inherent characteristics at the undersea. In this study, the shape and acoustic characteristics of air bubbles generated by an underwater nozzle are calculated numerically, and are measured with a high speed camera and a hydrophone at various air flow rates in the experimental apparatus. As a result of analysis, the shape calculated numerically well matched with measured values at low flow rates, but in case of relatively higher flow rates. the use of correction coefficient is needed for more accurate estimation of the bubble shape. And also the rising velocity of a single bubble is constant regardless of both the bubble size and the flow rate. and the acoustic signal generated when the bubble is produced by an underwater nozzle has the same characteristic of natural frequency of the bubble pulsation, and is agreed with Minnaert's equation if the correction coefficient is considered in accordance with the flow rate.

• 한국음향학회지
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• 제39권2호
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• pp.77-86
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• 2020

본 연구에서는 날개 끝 와류 공동(Blade-Tip Vortex Cavitation, BTVC)과 이에 기인한 유동 소음을 예측하기 위하여 Eulerian/Lagrangian 연성 해석기법을 제안하였다. 제안한 방법은 크게 연속적인 4단계로 구성되며, 각각 전산유체역학을 이용한 유동장 모사, 와류모델을 이용한 날개 끝 와류의 재구성, 기포 동역학 모델을 이용한 BTVC의 생성, 그리고 음향상사법을 이용한 음향파 예측이다. 일반적으로 전산유체역학 자체가 지니는 고유한 수치감쇠와 과도한 난류 강도로 인해 와류 강도를 심각하게 작게 예측하므로, 유동방향의 날개 끝 와류는 와류모델을 사용하여 재생하였다. 다음으로 Reyleigh-Plesset 방정식에 기반한 기포 동역학 모델을 사용하여 BTVC의 발생과 변화를 모사하였다. 마지막으로 BTVC에 의한 유동소음을 각각의 구형 버블을 그 부피 시간변화율의 변화율에 크기가 비례하는 홀극원으로 모델링하여 예측하였다. 제안한 수치 방법의 유효성을 예측값과 측정값을 비교하여 검토하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권4호
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• pp.313-319
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• 2023

본 논문에서는 일부 소음 데이터만 알고 있을 때 결손된 데이터를 예측할 목적으로 수조에서 측정된 기포유동 소음 데이터와 수중 운동체 발사 소음 데이터를 시계열 기계학습 모델인 Long Short Term Memory(LSTM)에 적용해 보았다. 기포유동소음 데이터는 파이프에서 측정된 소음으로 기포소음, 유동소음, 유체기인소음이 혼합되어 있으며 유형별로 3가지로 분류할 수 있다. 수중 운동체 발사소음은 모형 발사튜브에서 수중 운동체가 사출될 때 발생하는 소음으로 순간소음이며 발사 이벤트마다 불규칙하게 변한다. 이러한 종류의 소음 생성을 위해서는 해석적인 모델보다는 데이터 기반 모델이 유용할 수 있다. 본 연구에서는 LSTM을 데이터 기반 모델을 만들었다. 모델에 영향을 주는 LSTM의 은닉유닛의 개수, 입력시퀸스의 개수, 데시메이션 인자에 따른 모델의 성능을 확인하고 최적의 LSTM 모델을 구성했다. 같은 유형은 새로운 데이터에 대해서도 잘 동작하는 것을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.930-938
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• 2018

잠수함에서 발생하는 수중방사소음은 적함의 소나에 의해 피탐될 확률과 직결되며, 잠수함 저소음화 방안은 생존성 향상을 위해 필수적이다. 최신 잠수함의 경우 기계류 소음저감 및 고속/대형화가 진행됨에 따라 선체 주위에 발생하는 유동소음에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 자유수면의 효과를 고려하여 잠수함 형상 주위에 발생하는 유동소음 수준을 예측할 수 있는 소음해석기법을 개발하였다. 잠수함이 자유수면 근처 운항시에 잠수함 주위 유동장의 교란에 의해 발생하는 난류유동소음과 쇄파버블에 의한 소음이 발생한다. 먼저 잠수함 주위 유동장 해석을 위해, VOF법 기반의 비압축성 이상유동(two-phase flow)해석을 수행하여 잠수함 주위 자유수면 형상과 유동장 정보를 도출하였다. 이후 난류유동소음해석을 위해 음향상사기법인 Permeable FW-H를 적용하였고, 쇄파버블 소음해석을 위해 유동해석에서 도출된 난류운동에너지 분포결과를 기반으로 쇄파버블 소음모델을 적용하였다. 최종적으로 개발된 유동소음 해석기법은 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 잠수함 모형 유동소음계측 실험결과와 비교를 통해 검증을 수행하였다.

• 소음진동
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• 제6권4호
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• pp.513-519
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• 1996

This paper is concerned with the bubble sound at the accumulator which is generated by the difference of the high pressure side and the low pressure side in the cycle of the refrigerator. The causes of the bubble sound generation are verified by the visualized test of the operating refrigerant flow at the accumulator and the measurements of the temperature and pressure. Two cases were tested, one with the accumulator has a orifice and the other with the accumulator hasn't a orifice. So that, it is presented the comparison of the bubble sound levels and spectrums in each cases. To predict the bubble sizes when they are generated, the linearized equation driven by Strasberg is used.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.300-305
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• 2001

The unsteady flow structure and the related noise generation, which are caused by the separation of a two-dimensional, incompressible, laminar boundary-layer on the flat plate under the influence of local adverse pressure gradient, are numerically examined. The characteristic lines of the wall pressure are examined to understand the unsteady behavior of vortex shedding near the reattachment point of the separation bubble. Also, the generation and propagation of the vortex-induced noise in the separated boundary-layer are calculated by the method of computational aero-acoustics (CAA), and the effects of Reynolds number, Mach number and the strength of the adverse pressure gradient on the unsteady flow and noise characteristics are examined.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권11호
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• pp.1570-1577
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• 2002

In order to investigate the characteristics of two-phase slug flow, an electromagnetic flowmeter with 240Hz triangular AC excitation was designed and manufactured. The signals and noise from the flowmeter were obtained, and analyzed in comparison with the observations with a high speed CCD camera. The uncertainty of the flowmeter under single-phase flow was $\pm$ 2.24% in real-time. For two-phase slug flow, electromagnetic flowmeter provided real-time simultaneous measurements of the mean film velocity around Taylor bubble and the relative location and the length of the bubble. Besides, it is an easier and cheaper method for measuring mean film velocity than others such as photochromic dye activation method or particle image velocimetry.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.177-185
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• 2006

Cavitation is the dominant noise source of the marine vehicle. Of the various types of cavitation , tip vortex cavitation is the first appearance type of marine propeller cavitation and it generates high frequency noise. In this study, tip vortex cavitation behavior and noise are numerically investigated. A numerical scheme using Eulerian flow field computation and Lagrangian particle trace approach is applied to simulate the tip vortex cavitation on the hydrofoil. Vortex flow field is simulated by combined Moore and Saffman's vortex core radius equation and Sculley vortex model. Tip vortex cavitation behavior is analyzed by coupled Rayleigh-Plesset equation and trajectory equation. The cavitation nuclei are distributed and released in the vortex flow result. Vortex cavitation trajectories and radius variations are computed according to nuclei initial size. Noise is analyzed using time dependent cavitation bubble position and radius data. This study may lay the foundation for future work on vortex cavitation study and it will provide a basis for proper underwater propeller noise control strategies.