• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.93-100
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• 2019

터보펌프 인듀서에서 발생하는 캐비테이션은 시작점부터 점차 발달하여 임계점, 그리고 급격한 양정 하락으로 이어지는 붕괴점의 과정으로 진행된다. 본 연구에서는 터보펌프 인듀서에서 발생하는 캐비테이션 시작점에 대한 특성과 경험식을 사용한 예측을 평가해 보았다. 타원 평판의 캐비테이션 시작점 경험식은 터보펌프 인듀서의 시작점도 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다. 하지만, 선박용 프로펠러에서 이용되는 경험식의 경우 터보펌프 인듀서의 결과와 큰 차이를 보였다. 터보펌프 인듀서의 캐비테이션 시작점은 날개 수가 증가할수록 빨라졌지만, 현절비와는 무관한 것으로 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제37권6호
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• pp.387-395
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• 2018

본 논문은 추진기 모형시험을 이용하여 추진기 날개 끝 보텍스 캐비테이션의 소음특성 및 추진기 캐비테이션 초생 (propeller cavitation inception) 분석에 관한 연구이다. 날개 끝 보텍스 캐비테이션은 일반적으로 추진기에서 가장 먼저 발생하는 캐비테이션으로 발생 유무에 따라 수중방사소음 수준과 특성이 달라진다. 특히 캐비테이션 초생 이후 선속이 높아짐에 따라 급격하게 소음수준이 증가한다고 알려져 있다. 그러므로 함정 추진기에서 날개 끝 보텍스 캐비테이션 발생을 지연시키는 것과 더불어 추진기 캐비테이션의 소음특성을 분석하고 캐비테이션 초생을 판단하는 것 역시 함정 및 수중무기체계의 추진기 개발에 있어 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 본 연구는 추진기 날개 끝 보텍스 캐비테이션의 발생과 성장에 따른 소음특성 변화를 분석하고 다양한 영상-소음 계측 및 분석기법을 활용하여 추진기 캐비테이션 초생 판단기법을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.59-64
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• 2002

버터플라이 밸브의 압력손실과 캐비테이션에 대한 유동특성 연구를 수행하였다. 밸브의 열림각에 대한 압력손실계수는 Carnot 방정식을 응용하여 수식화하였다. 캐비테이션(캐비테이션의 발단, 슈퍼 캐비테이션, 캐비테이션 손상, 초킹 캐비테이션과 같은)은 밸브의 압력손실계수로부터 예측되었다. 압력손실과 캐비테이션 예측은 밸브의 열림각에 대한 두께 비의 변화에 따라 수행하였다. 예측 데이터는 버터플라이 밸브를 개발하는데 필요한 엔지니어링 데이터로 활용하고자 한다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권4호
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• pp.185-194
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• 2010

A pumpjet propulsor (PJP) was designed for an underwater body (UWB) with axi-symmetric configuration. Its performance was predicted through CFD study and models were manufactured. The propulsor design was evaluated for its propulsion characteristics through model tests conducted in a Wind Tunnel (WT). In the concluding part of the study, evaluation of the cavitation performance of the pumpjet was undertaken in a cavitation tunnel (CT). In order to assess the cavitation free operation speeds and depths of the body, cavitation tests of the PJP were carried out in behind condition to determine the inception cavitation numbers for rotor, stator and cowl. The model test results obtained were corrected for full scale Reynolds number and subsequently analyzed for cavitation inception speeds at different operating depths. From model tests it was also found that the cavitation inception of the rotor takes place on the tip face side at higher advance ratios and cavitation shifts towards the suction side as the RPS increases whereas the stator and cowl are free from cavitation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1077-1079
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• 2017

터보펌프 인듀서에서 발생하는 캐비테이션은 시작점부터 점차 발달하여 임계점, 그리고 급격한 양정하락으로 이어지는 붕괴점의 체제로 진행된다. 본 연구에서는 터보펌프 인듀서에서 발생하는 캐비테이션 시작점에 대한 특성과 예측 경험식을 평가해 보았다. 타원 평판에서 캐비테이션 시작점의 경험식은 터보펌프 인듀서에서도 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다. 하지만, 선박용 프로펠러에서 사용되는 예측 경험식의 경우 터보펌프 인듀서에서는 큰 차이를 보였다. 이는 운전 영역에서의 레이놀즈수가 다르기 때문인 것으로 판단되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권3호
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• pp.259-264
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• 2014

Tip vortex cavitation (TVC) is important for naval ships and research vessels that require raising the cavitation inception speed to maximum possible values. The concepts for alleviating the tip vortex are summarized by Platzer and Souders (1979), who carried out a thorough literature survey. Active control of TVC involves the injection of a polymer or water from the blade tip. The main effect of such mass injection (both water and polymer solutions) into the vortex core is an increase in the core radius, consequently delaying TVC inception. However, the location of the injection port needs to be selected with great care in order to ensure that the mass injection is effective in delaying TVC inception. In the present study, we propose a semi-active control scheme that is achieved by attaching a thread at the propeller tip. The main idea of a semi-active control is that because of its flexibility, the attached thread can be sucked into the low-pressure region closer to the vortex core center. An experimental study using a scale model was carried out in the cavitation tunnel at the Seoul National University. It was found that a flexible thread can effectively suppress the occurrence of TVC under the design condition for a model propeller.

• 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.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권1호
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• pp.104-113
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• 2011

The paper presents a new method for the analysis of the cavitation behaviour of hydraulic turbomachines. This new method allows determining the coefficient of the cavitation inception and the cavitation sensitivity of the turbomachines. We apply this method to study the cavitation behaviour of a large storage pump. By plotting in semi-logarithmic coordinates the vapour volume versus the cavitation coefficient, we show that all numerical data collapse in an exponential manner. By analysis of the slope of the curve describing the evolution of the vapour volume against the cavitation coefficient we determine the cavitation sensitivity of the pump for each operating point.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.243-249
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• 2023

함정 추진기에서 발생하는 캐비테이션은 함의 생존성과 직결되어 있으며, 생존성 향상을 위해 추진기 캐비테이션 초생이 지연되는 추진기 형상을 요구하고 있다. 그러나 한번 함정이 건조되고 나면 다양한 운용 조건에서 캐비테이션이 발생할 수 있어, 설계 뿐만 아니라 운용 시에도 추진기 캐비테이션 발생 여부를 알 수 있어야 한다. 이를 위해 선내에서 계측한 신호를 이용한 캐비테이션 발생 여부 판단이 필요하다. 본 연구에서는 추진기 상방 선체에 하이드로폰과 가속도계를 설치하여 추진기에서 발생하는 음향/진동 신호의 상관관계와 각 센서를 이용한 캐비테이션 초생 분석 성능에 대해 비교를 수행하였다. 캐비테이션 발생을 시각적으로 파악하기 위하여 선미부에 관측창을 설치하여 고속카메라 계측을 수행하였다. 계측 결과 음향과 진동 신호 간 스펙트럼 형상은 다르게 나타났으나, 선속에 따른 밴드별 레벨 증가분, 1 kHz ~ 10 kHz 대역의 전체 레벨 등은 비슷한 경향을 나타냈다. Detction of Envelope Modulation On Noise(DEMON) 분석에서도 음향과 진동신호 모두 비슷한 결과를 보여주었으며, 이를 통해 추진기 캐비테이션 발생분석에는 하이드로폰과 가속도계 모두 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.37-46
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• 1999

덕트 로터 추진장치에서 덕트와 로터 날개끝 사이의 간극변화가 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생 특성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 허브 보오텍스 캐비테이션과 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생특성의 상관관계를 살펴보기 위해서 추진장치 하류에서 축방향과 원주방향유속을 L.D.V.로 계측하였다. 날개끝 및 허브 보오텍스 캐비테이션 초기발생 관찰결과와 유속분포로부터 해석된 유동변화가 정성적으로 잘 일치하고 있으며, 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생 지연을 최대화할 수 있는 최적의 간극량을 도출하였다.