• 한국음향학회지
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• 제30권1호
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• pp.9-16
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• 2011

고속으로 운항하는 hydrofoil선박과 호흡을 위해 해수면으로 올라오는 해양 생물의 충돌이 빈번히 발생한다. 선박을 발견한 해양 생물이 피하기 전에 고속 선박이 접근하기 때문에 충돌을 막기 위하여 선박의 몰수된 hydrofoil 위치에 능동 소나를 설치하여 해양생물을 미리 인지하여 충돌을 회피하는 방법이 제시된다. 표적의 탐지를 위한 능동 소나의 성능은 수신 된 신호에서 소음을 제거하고 표적 신호를 구별하는 능력에 좌우된다. 본 연구에서는 이러한 충돌 회피 능동 소나 개발을 위한 기반 연구로 실제 운항 중인 고속 선박의 hydrofoil에 청음기를 설치하여 소음을 계측했다. 계측을 위한 실험은 (1) 선박의 운항 및 기계 장치 작동 여부에 따른 소음 측정, (2) 선체 hydrofoil 표면에서 계측되는 위치에 따른 소음 측정, (3) 운항 속도 증가에 따른 속도 측정을 목적으로 수행하였다. 실해역 실험에서 발생하는 여러 요소들을 고려하기 위해 세 번에 걸쳐 수행하였으며 실험 결과의 타당성 검증 및 분석을 위해 다른 연구 결과와 비교하였다. 결과는 능동 소나 운용시 적용을 위해 주파수 분석을 수행하였으며, 소나를 운용할 고주파수 대역을 중점적으로 살펴보았다. 실험 내용과 그 결과 분석을 통해 속도 변화에 따른 소음 변화와 소음원에 따른 영향을 확인하였다. 이를 통해 향후 능동 소나가 설치 되었을 때 발생하는 소음의 영향을 고찰 할 수 있으며, 실제 고래 탐지를 위한 소음과 표적 신호의 구별이 용이한 능동 소나를 설계할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1106-1111
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• 2014

본 연구는 Hydrofoil 선박용 POD의 형상변화에 따른 압력분포 특성을 파악하기 위하여 CFD기법을 적용하여 수행하였다. POD 단면의 기본형상을 원점(상단)으로 하여 x축 방향으로 0cm(원본형상)에서 8cm까지 절단했을 때, 점성저항은 조금씩 감소하였으나, 압력저항은 조금씩 증가하는 결과를 얻었다. 하지만 동일한 조건하에서 9cm를 절단했을 경우에는 점성저항은 증가하고, 압력저항은 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 압력저항이 점성저항에 비해 POD형상의 압력분포 특성에 많은 영향을 미친다는 것과 9cm를 절단한 근처에서 전체저항이 감소한다는 결론을 얻었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제12권2호
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• pp.46-56
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• 1988

The author has presented a new approach to design hydrofoil section shapes in consideration of viscous for marine propeller blades. In suction sides of propeller blades, the pressure distribution on hydrofoil sections in non-cavitating flow should be examined before the study of cavitation characteristics. Generally, the calculation results for hydrofoil conformal mapping method by which neglect viscous effects do not agree with experimental ones. Moreover, another papers reported that laminar separation bubble and transition played an important role on the cavitation inception. From these considerations, it is very important to study the viscous effects of the hydrofoil sections, especially the mechanism separation bubble and the apparent thickness of hydrofoil section. Therefore, the new design method of hydrofoil sections in consideration of viscous effects in comparison to the airfoil section should be studied. In designing the new hydrofoil section shapes, based on Eppler theory, the author tried to give the peak negative pressure in leading edge region for NACA airfoil in consideration of viscous effects without turbulent boundary layer separation as much as possible. The design method was verified from the fact that the boundary characteristics was improved and the lifts of new hydrofoils were slightly in creased in comparison to these of NACA 16-012 symmetrical, NACA 4412 non-symmetrical airfoils.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.233-242
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• 2023

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위하여 질량 분사를 통하여 선박의 저속 운항 조건에서 발생하는 날개 끝 보텍스 캐비테이션 제어에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 수중익 모형에 대해 질량 분사 위치와 분사량을 조절 할 수 있는 질량 분사 시스템을 제작하였으며, 이를 캐비테이션 터널 내에 설치하고 3차원 수중익으로부터 생성되는 캐비테이션의 강도에 따른 시험을 캐비테이션 제어 실험을 수행하였다. 질량 분사 위치 및 분사량에 따른 캐비테이션의 관찰과 소음 특성을 분석하기 위하여 고속 카메라와 음향 센서를 이용하여 계측하였고, 그 결과 질량 분사에 따라 특정 조건에서 날개 끝 보텍스가 억제되고 특정 주파수 대역의 소음이 저감 되는 것을 확인하였다. 날개 끝 보텍스 제어와 소음 저감 성능에 우수한 분사구 위치가 있음을 확인하였고, 일정 수준 이상의 분사량을 가질때 큰 저감 효과가 있음을 확인하였다. 질량 분사를 이용하여 날개 끝 보텍스의 강도가 약할 때 특정 조건에서 제어가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 기계저널
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• 제32권9호
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• pp.777-787
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• 1992

21세기를 향한 여객선의 추세는 초고속화, 대형화(국제화), 성에너지화, 우수한 내항성능, 저진동 및 저소음 등을 갖춘 선박을 요구하고 있다. 이런 관점에서 초고속선으로 속력에 한계가 있는 단동선 (monohull), 쌍동배수량형(catamaran), 최소수면 쌍동선(SWATH)의 선형과 대형화가 곤란한 수중익선 (hydrofoil)보다는 속력면에서 유리하고 대형화가 가능한 표면 효과선 또는 앞 에서 언급한 고속 선형의 장점을 복합시킨 각종 복합선형이 개발되리라고 생각한다. 그러나 복 합선형이 실용화되기까지는 경제적인 건조비, 운항자세 제어 시스템, 신소재를 이용한 경구조화, 진동과 소음, 추진 시스템 등에 대한 요소 기술의 개발이 선행되어야 한다. 끝으로 선박의 속력이 50노트가 넘는 초고속선을 설계, 제작, 운항을 하는데 있어 그 개념이 조선공학에서 다루어지는 통상 선박기술의 연장이라고 그 영역을 정리하는 경향이 있다. 이 글을 정리하면서 느낀 것이 지만 해상교통 수단의 초고속화가 이루어질수록 그 지지기술 및 자세제어기술 등에 있어서는 항공기 기술에 가까워짐을 알게 되었다. 그러한 뜻에서 초고속선 개발에는 항공기 기술에서 얻 어진 노하우를 잘 활용하는 일도 중요하리라 생각된다.

• 한국음향학회지
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• 제40권1호
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• pp.38-45
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• 2021

본 연구는 함정 추진기에 적용되고 있는 공기분사에 의한 수중방사소음 저감기술에 대한 연구기반을 마련하고자 캐비테이션 터널에서 단순화된 모형을 이용하여 공기분사에 의한 캐비테이션과 소음의 변화에 대하여 연구하였다. 추진기 날개와 유사한 특성을 나타내는 3차원 타원형 수중익에 공기분사 위치와 분사량을 조절할 수 있는 공기분사시스템을 제작하였으며 캐비테이션 터널 시험조건을 조절하여 수중익에 다양한 형태의 캐비테이션을 모사하고 공기분사에 따른 캐비테이션과 소음특성의 변화를 실험적으로 분석하였다. 공기분사 위치 및 분사량에 따라 캐비테이션 및 소음특성이 달라짐을 확인하였다. 이는 추진기에 공기분사 기술을 적용하기 위해서는 캐비테이션의 발생위치, 거동에 따른 공기 분사위치 및 분사량의 최적화가 필요함을 의미한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권2호
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• pp.105-111
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• 2021

The main source of underwater radiated noise of ships is cavitation generated by propeller blades. After the Cavitation Inception Speed (CIS), noise level at all frequencies increases severely. In determining the CIS, it is based on the results observed with the naked eye during the model test, however accuracy and consistency of CIS values are becoming practical issues. This study was carried out with the aim of developing a technology that can automatically recognize cavitation images using deep learning technique based on a Convolutional Neural Network (CNN). Model tests on a three-dimensional hydrofoil were conducted at a cavitation tunnel, and tip vortex cavitation was strictly observed using a high-speed camera to obtain analysis data. The results show that this technique can be used to quantitatively evaluate not only the CIS, but also the amount and rate of cavitation from recorded images.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.31-38
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• 1993

선박이나 수중운동체의 효율적인 조종을 위하여 호온타나 플랩타가 이용되고 있으며 이들은 앞뒤 부분 사이에 간극을 갖고 있다. 이 간극의 크기에 따라 타에 미치는 영향이 다르며 타의 성능 추정을 위해서 이에 대한 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 동심축을 갖는 곡면 수로에 압력구배가 있을 때의 점성 유동 해와 얇은 수중익 이론을 이용하여 2차원 플랩타가 균일류 중에 있을 때 플랩타에 작용하는 양력을 계산하는 식을 유도하고, 간극이 양력에 미치는 영향을 고찰한다.

• 한국음향학회지
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• 제33권6호
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• pp.358-365
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• 2014

선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.377-384
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• 2022

선박, 잠수함이 추진하면 수중구조물 후류에 와류가 발생하고 이에 따른 와류기인 구조진동이 유발된다. 최근 선박, 잠수함의 고속화 및 대형화 추세에 따라 고차모드에서 유발되는 와류기인 진동 및 피로파괴에 대한 중요성이 강조되고 있다. 고속 유속환경의 와류는 저속 유속환경 대비 큰 진동을 유발하므로 이에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 수중날개 고차모드에서 유발되는 와류기인 진동을 예측하기 위한 하이브리드 유체구조연성 해석 방법론을 제시하였다. 고차모드를 고려한 하이브리드 유체구조연성 해석을 수행하여 와류기인 진동을 도출하고 실험결과와 비교함으로써 방법론을 검증하였다. 최종적으로 와류기인 진동으로부터 도출된 최대 von Mises 응력을 노르웨이 선급에서 제시한 S-N 선도에 적용함으로써 고차모드 유체구조연성 해석의 효용성을 확인하였다. 고차모드를 고려하여 와류기인 진동응답을 도출할 경우 유체구조연성에 의한 락인(Lock-in) 특성을 확인하였으며 고려하지 않은 경우 대비 진동응답과 최대 von Mises 응력에서 10배 이상의 차이를 보였다. 향후에는 외팔보 경계조건 및 형상에 대한 확장연구가 필요하다.