• 한국전산유체공학회지
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• 제18권1호
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• pp.13-21
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• 2013

Cavitating flow is usually formed on the surface of a high speed underwater object. When a object moves near a free surface at very high speed, the cavity signature becomes one of the major factors to be overcome by sensors of military satellite. The present work was to study the free surface effect on the ventilated cavitation. The governing equations were Navier-Stokes equations based on a homogeneous mixture model. The multiphase flow solver used an implicit preconditioning method in the curvilinear coordinate system. The cavitation model used here was the one first presented by Merkle et al.(2006) and redeveloped by Park & Ha(2009). Computations considered the free surface effects were carried out with a NACA0012 hydrofoil and the corresponding results were compared with the experimental data to have a good agreement. Calculations were then performed considering the ventilated cavitation, including the effect of non-condensable gas under the free surface effects.

• 한국음향학회지
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• 제38권3호
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• pp.247-255
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• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.159-173
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• 1991

본 논문에서는 양력판 이론을 사용하여 2차원 수중익에 발생한 비 대칭 초월 공동 문제를 포텐셜을 기저로하여 수치 해석하였다. 수중익과 공동 표면에 법선 다이폴을 분포하고 공동 표면에는 공동 형상을 찾기위하여 쏘오스를 분포하였다. 수중익 표면에서의 운동학적 경계조건은 수중익 내부에서의 전체 포텐셜이 0이라는 조건으로 대치하였고 공동 표면에서의 역학적 경계조건은 공동 표면에서의 접선 방향 속도가 일정하다는 조건으로 표현되었다. 표면에 특이 함수를 분포하여 포텐셜을 기저로하여 공동 문제를 해석하였기 때문에 압력 분포에 대하여, 특히 수중익의 앞날 근처에서는 양력면 이론에 의한 결과보다 더욱 향상된 정도의 결과를 얻었다. 본 이론은 먼저 주어진 공동 길이에 대하여 그에 상응하는 공동 형상 및 공동수를 구하였다. 좀더 좋은 결과를 얻기 위하여 새로이 계산된 공동 표면과 수중익 표면에 또 다시 특이 함수를 분포하여 그곳에서 경계 조건을 만족시킴으로써 새로운 공동 형상 및 공동수를 구하는 반복 계산을 수행하였다. 본 이론에 의한 계산 결과의 검증을 위하여 폭 넓은 수렴성 시험을 수행하였으며 특히, Geurst의 선형 이론에 의한 해석해 및 Wu의 비 선형 이론에 의한 해석해, 그리고 Acosta, Parkin, Meijer, Silberman, Waid의 실험 결과와 비교한 결과, 본 이론의 효용성을 입증하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.115-121
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• 2010

Cavitating flow is widely shown in many engineering systems, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc. The present work focuses on the numerical analysis of the multiphase flow around the underwater vehicle which was launched from a submarine. The governing equation is the Navier-Stokes equation with a homogeneous mixture mode. The multiphase flow solver uses an implicit preconditioning scheme in curvilinear coordinate. For the code validation, the results from the present work are compared with the existing experimental and numerical results, and a reasonably good agrements are obtained. The multiphase flow around an underwater vehicle is simulated which includes submarine wake effects.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.252-255
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• 2011

Supercavitating torpedo uses the supercavitation technology that can reduce dramatically the skin friction drag. The present work focuses on the numerical analysis of the non-condensable cavitating flow around the supercavitating torpedo. The governing equations are the Navier-Stokes equations based on the homogeneous mixture model. The cavitation model uses a new cavitation model which was developed by Merkle(2006). The multiphase flow solver uses an implicit preconditioning scheme in curvilinear coordinates. The ventilated cavitation is implemented by non-condensable gas injection on backward of cavitator cone and the base of the torpedo. The comparison between the without and with ventilated cavitation numerical results, with ventilated cavitation using non-condensable gas injection is more efficient method.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.634-642
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• 2011

비행조종작동기 제어용 파일럿 밸브의 내부 유동 및 응답 특성을 분석하기 위해 캐비테이션 모델과 격자 이동 기법을 사용하여 정상/비정상 유동의 수치 해석을 수행하였다. 작동 온도와 시간에 따른 밸브 내부 유동을 분석한 결과, 일정 온도 이상에서 밸브 특성이 안정되는 현상을 발견하였고 캐비테이션이 밸브 성능에 미치는 영향성을 파악하였다. 밸브 내부 압력과 응답 특성을 분석하였으며 비정상 유동이 발달하여 정상 유동 특성과 일치하는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.15-26
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• 1990

본 연구는 표면 양력관 이론을 이용하여 초월 공동이 발생한 2차원 날개의 유동해석을 위한 제반 경계 조건을 검증하고 공동 뒷부분의 모형을 비교 검토한다. 해석해가 존재하는 2차원 대칭 스트럿 주위의 초월 공동 현상을 수치적으로 해석하여 그 결과를 해석해와 비교함으로써 표면 양력판 이론에 의한 프로펠러 공동 문제 해석의 가능성을 입증하였다. 특히, 공동 뒷부분의 비 선형 닫힘 모형, 타원형 닫힘 모형, 그리고 선형 닫힘 조건을 서로 비교 분석함으로써 공동 문제 해결에서 가장 중요한 공동 닫힘 조건의 영향을 보였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.130-133
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• 2007

A two-phase method in CFD has been developed and is applied to model the cavitation flow. The governing equation system is two-phase Navier-Stokes equation, comprised of the mixture mass, momentum and liquid-phase mass equation. It employs an implicite, dual time, preconditioned algorithm using finite difference scheme in curvilineal coordinates and Chien ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence equation. The experimental cavitating flows around ogive-cylinder and venturi type objects are employed to test the solver. To prove the capabilities of the solver, several three-dimentional examples are presented.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.318-324
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• 2000

액체로켓인 KSR-III는 점화시 및 연소실 압력의 이상 저하시 추진제가 지나치게 많이 공급되는 것을 막기 위하여 케비테이션 벤튜리를 사용한다. 본 연구에서는 Fluent가 제공하는 케비테이션 모형을 사용하여 케비테이션 벤튜리 내부의 공동 발생과 이에 따른 유량제어 현상을 해석하였다. 케비테이션 모형은 공동의 붕괴를 효과적으로 예측하지 못하는 단점이 있지만 벤튜리를 통과하는 유량은 공동이 발생하는 위치에서 유효 유로 감소에 의하여 제한되므로 유량제어 현상을 성공적으로 관찰할 수 있었다. 결과로서 벤튜리 상류의 압력이 일정하게 유지될 때 하류의 압력 변동에 대하여 유량이 변화하지 않음을 확인하였다. 상류의 압력이 24.1bar로 일정하게 유지되고 벤튜리에서 압력차이가 3bar 이하일 때 공동은 발생하지 않았다. 압력차가 6bar 이상일 때 공동이 발생하며 (압력차 6bar인 경우와 비교하여) 9bar, 12bar의 압력차에 대한 유량 증가는 각각 $5\%,\;7\%$에 그쳐 주어진 작동조건에서 벤튜리로 유량제어가 가능하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.240-244
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• 2004

Characteristics of steady and unsteady cavitation in a turbopump inducer were investigated in this paper. To see the effect of tip clearance on the inducer performance, three cases of tip clearance were tested. The helical inducer, which has two blades with inlet tip blade angle of 7.8 degree and tip solidity of 2.7, was tested in the water. In the non-cavitating condition, the inducer head decreased with increase in the tip clearance. Rotating cavitation and cavitation surge were observed through unsteady pressure measurements at the inducer inlet. The cell number and propagation speed of the rotating cavitation were determined through cross-correlation analysis. During the rotating cavitation one cell rotated at the same rotational speed as that of the inducer rotation and the cavitation surge did not rotate. The critical cavitation number increased with increase in the tip clearance at the same flow rate, but the change of critical cavitation number was small at the nominal flow rate.