• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1233-1236
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• 1996

Attitude Control System for a Hydrofoil type catamaran in wave is designed using a Decentralized Adaptive Control technique which is announced already by authors. This automatic attitude control system is designed for its good seaworthiness and for robustness on the variation of center of gravity. The performance is compared with a PID controller and the results show that the Decentralized Adaptive controller has better stability on the variation of the center of gravity.

• 대한조선학회지
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• 제26권4호
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• pp.27-34
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• 1989

부분 캐비티가 발생한 2차원 수중익 문제를 해결하기 위하여 포텐시얼을 기저로 한 양력판 이론이 정식화 되었다. 본 이론은 수중익 표면에 다이폴과 쏘오스를 분포함으로써 각각 양력 및 캐비티 문제를 표현하고 있다. 날개표면의 접수부에서의 운동학적 경계조건은 날개의 내부유동에서의 전체 포텐시얼이 영이 된다는 대등한 조건으로 만족되었다. 캐비티 표면에서의 역학적 경계조건은 압력이 일정하다는 즉 속도가 일정하다는 조건을 거쳐 포텐시얼이 선형적으로 변한다는 조건으로 대치되었으며, 운동학적 조건은 특이함수의 세기가 결정된 후에 적분에 의하여 캐비티의 형상을 구하는데에 사용되었다. 따라서 Green 정리를 사용하면, 속도를 기저로 하는 통상적인 정식화가 아닌, 포텐시얼을 기저로 한 경계치 문제가 완성된다. 또한 수중익의 정확한 표면에 특이함수를 분포함으로써, 날개두께가 영인 수중익 신경 이론에 비하여, 날개표면에서의 압력분포의 정도를(특히 날개 앞날부근에서) 향상시켰다. 본 이론에서는 캐비티 길이를 가정하고 이에 대응하는 캐비티의 모양과 캐비테이션수를 계산하였다. 계산정도의 향상을 위하여 약 5회정도의 반복계산이 필요하지만 공학적 목적을 위해서는 2회의 반복계산이 충분함을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.72-82
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• 1995

본 연구에서는 자유수면 아래서 일정한 속도로 전진하는 수중익에 의한 유동현상을 수치적으로 계산하였다. 수치계산은 MAC(Marker and Cell) 방법에 기초한 Navier-Stokes방정식의 수치해석법을 이용하여 직사각형격자계에서 수행하였으며, 날개와 자유수면 부근에는 계산정도를 높이기 위하여 격자를 집중시켰다. 자유수면 파형 및 수중익 주위의 압력분포와 점성유동현상도 계산하였으며, 수중익의 잠긴 깊이에 따른 파형의 변화와, 쇄파(breaking wave)현상에 대하여서도 수치적으로 해석하였다. 또한, 선형시험수조에서 모형시험을 수행하여 깊이변화에 따른 파형을 계측하였다. 검증을 위하여 수치계산결과들을 이 실험 및 다른 실험결과들과 비교하고 계산정도를 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권4호
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• pp.244-252
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• 2018

This paper provides quantification of the effects of the turbulence model and grid refinement on the analysis of tip vortex flows by using the RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) method. Numerical simulations of the tip vortex flows of the NACA $66_2$-415 elliptic hydrofoil were conducted, and two turbulence models for RANS closure were tested, i.e., the Realizable $k-{\varepsilon}$ model and the Reynolds stress transport model. Numerical results were compared with available experimental data, and it was shown that the data for the Reynolds stress transport model that were computed on the finest grid system had better agreement in reproducing the development and propagation of the tip vortex. The Realizable $k-{\varepsilon}$ model overestimated the turbulence level in the vortex core and showed a diffusive behavior of the tip vortex. The tip vortex cavitation on the hydrofoil and its trajectory also showed good agreement between the current numerical results that were obtained using the Reynolds stress transport model and the results observed in the experiment.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권3호
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• pp.432-438
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• 2002

In order to design and analyze the performance of an axial-flow pump it is necessary to know the flow deviation, deflection angle and pressure loss coefficient as a function of the angle of incidence for the hydrofoil section in use. Because such functions are unique to the particular section, however, general correlation formulae are not available for the multitude of hydrofoil profiles, and such functions must be generated by either experiment or numerical simulation for the given or selected hydrofoil section. The purpose of present study is to generate design correlations for hydrofoils with double circular arc (DCA) camber by numerical analysis using a commercial code, FLUENT. The cascade configuration is determined by a combination of the inlet blade angle, blade thickness, camber angle, and cascade solidity, and a total of 90 cascade configurations are analyzed in this study. The inlet Reynolds number based on the chord and the inlet absolute velocity is fixed at 5${\times}$10$\^$5/. Design correlations are formulated, based on the data at the incidence angle of minimum total pressure loss. The correlations obtained in this way show good agreement with the experiment data collected at NASA with DCA hydrofoils.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.61-71
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• 1997

본 연구에서는 일정속도로 자유수면상을 항주하는 수중익쌍동선의 저항성능을 모형시험 및 수치계산에 의하여 해석하였다. 대상선형은 Wigley선형을 변형한 비대칭형 트랜섬(transom) 선미의 단동체(demihull)를 갖는 수중익쌍동선으로서 전진속도 Fn = 0.2 ~ 1.0의 범위 및 수중익의 입사각도를 $0.0^{\circ}$에서 $3.0^{\circ}$까지 변화시켜 가며 실험과 계산을 수행하였다. 실험은 인하대학교의 선형시험수조에서 수행되었으며, 수치계산은 유한차분법(Finite Difference Method)에 의하여 수행되었다. 모형시험 및 수치계산결과는 포일(foil)을 부착하지 않았을 때의 결과와 비교, 검토되었다. 수치계산결과와 실험결과는 정성적으로 일치함을 보였으며, 포일의 형태와 각도에 따라 항주자세와 저항성능의 변화를 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.45-56
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• 1994

2차원 수중익 주위의 비선형 자유표면 유동을 시간영역에서 시뮬레이션할 수 있는 수치해법이 개발되었다. 본 수치해법은 고차 스펙트럴법과 경계요소법을 조합한 스펙트럴/경계요소법(spectral/boundary-element method)이며, 자유표면은 고차 스펙트럴법에 의해 그리고 수중익과 후류 보오텍스는 경계요소법에 의해 다루어 진다. 본 방법은 자유표면과 수중익의 비선형/비정상 상호작용문제에 폭넓게 적용될 수 있으며, 특히 스펙트럴법을 사용하므로 자유표면 유동을 매우 효율적으로 다룰 수 있다. 적용예로 정지상태에서 출발하여 자유표면 근처에서 균속 전진운동 또는 전진 및 동요운동을 하는 경우가 다루어 졌고, 자유표면파와 동유체력에서의 비선형/비정상 효과들이 보여지고 있다. 비정상해의 특수한 경우로 얻어지는 정상상태의 계산결과들이 다른 이론 또는 실험결과들과 비교되었으며, 좋은 일치를 보이고 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.141-147
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• 2016

Underwater cavitation is one of the most important issues because it causes not only vibration and erosion of submerged bodies but also significant flow noise problems. In this paper, flow noise due to cavitation flows around the NACA66 MOD hydrofoil is numerically investigated. The cavitation flow simulation is conducted using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations based on finite difference methods. To capture the cavitation phenomena accurately and effectively, the homogeneous mixture model with the Merkle's cavitation model is applied. The predicted results are compared with available experimental data in terms of pressure coefficients and volume fraction, which confirms the validity of numerical results. Based on flow field analysis results, hydro-acoustic noise field due to the cavitation flow is predicted using the Ffowcs-Williams and Hawkings equation derived from the Lighthill's acoustic analogy. The typical lift dipole propagation patterns are identified.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권5호
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• pp.629-643
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• 2018

For a sailing ship, the frictional resistance exerted on the hull of ship is due to viscous effect of the fluid flow, which is proportional to the wetted area of the hull and moving speed of ship. This resistance can be reduced through air bubble lubrication to the hull. The traditional way of introducing air to the wetted hull consumes extra energy to retain stability of air layer or bubbles. It leads to lower reduction rate of the net frictional resistance. In the present paper, a novel air bubble lubrication technique proposed by Kumagai et al. (2014), the Winged Air Induction Pipe (WAIP) device with opening hole on the upper surface of the hydrofoil is numerically investigated. This device is able to naturally introduce air to be sandwiched between the wetted hull and water. Propulsion system efficiency can be therefore increased by employing the WAIP device to reduce frictional drag. In order to maximize the device performance and explore the underlying physics, parametric study is carried out numerically. Effects of submerged depth of the hydrofoil and properties of the opening holes on the upper surface of the hydrofoil are investigated. The results show that more holes are favourable to reduce frictional drag. 62.85% can be achieved by applying 4 number of holes.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.111-118
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• 2007

In order to investigate the noise characteristics of the different caviation, noise measurements were carried out in a large cavitation tunnel of the Samsuug Ship Model Basin(SSMB). The noise measurements for a 3-dimensional hydrofoil were carried out at the angle of attack of $12^{\circ}$ and $16^{\circ}$ according to the decrease in cavitation number. It is exhibited that sound pressure level(SPL) increased sharply with cavitation inception. The frequency of the noise induced by sheet cavitation was higher than that of tip vortex cavitation in the phase of cavitation inception. Within the range of the high frequency, in the case of fully developed cavitation, sheet cavitation noise was significantly increased in sound pressure level compared with tip vortex cavitation noise. In this study, the noise characteristics of the different cavitation types were considered experimentally and would be utilized as a basis for the analysis of propeller cavitation noise.