• 한국추진공학회지
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• 제26권5호
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• pp.35-43
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• 2022

본 연구에서는 고체추진제를 사용하는 closed bomb test(CBT)의 연소에 대한 정밀 모델링 및 해석을 수행하였다. 기상과 고상을 동시에 해석하기 위해 fluid structure interaction(FSI) 기법을 사용하였으며 기체상과 그레인의 연소해석은 Eulerian 방법을, 그레인의 이동은 Lagrangian 방법을 적용하였다. 고체상의 그레인과 연소가스의 상호 작용은 소스텀을 통해 완전 결합(fully coupled) 되도록 하였다. 그레인의 연소거리와 연소면의 이동을 모사하기 위하여 volume of fluid(VOF) 방법을 사용하였고, 그레인에 작용하는 힘은 그레인 연소면에 작용하는 압력과 중력을 고려하고, VOF의 속도항에 그레인 연소속도와 그레인 이동속도를 고려하였다. 개발한 수치모델을 바탕으로 1개와 3개 그레인에 대한 연소해석을 수행하여 실험결과와 비교 검증하였다. 연소시에 나타나는 압력 섭동에 대한 음향장을 분석하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권6호
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• pp.305-314
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• 2023

본 연구에서는 연안 및 항만 내에서 운항이 빈번한 총톤수 9.77톤급 소형어선을 대상으로 구속모형시험을 수행하고, 선속 별 운항성능을 추정하였다. 연안 및 항내에서는 소형 어선이 주로 중저속 운항함을 고려하여, 구속모형시험은 8노트 이하에서 수행하였다. 실선을 1/3.5 축소한 모형선을 대상으로 선형예인수조의 프로펠러 단독특성, 저항, 자항추진 시험을 통하여 실선 선속 별 저항추진성능을 추정하였다. 그리고 타 단독특성, 3자유도 정적 및 동적 HPMM 시험을 수행하고 수평면 운항모델 내 유체력 미계수들을 도출하였다. 특히 사항 및 순수선수동요시험은 2~8노트 영역에서 수행되었고, 주요 선형 유체력 미계수들이 선속에 따라 현저하게 변화함을 파악하였다. 선형 유체력 미계수들을 Froude 수에 대한 함수화 한 후, 선속 별 시뮬레이션을 통하여 대상 어선의 조종성능을 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.370-375
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• 2012

본 연구에서는 철도차량용 추진시스템에 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)를 적용하기 위하여 110kW급 고출력밀도 IPMSM을 집중권/분포권 모델로 각각 설계하였다. 집중권 모델은 6극 9슬롯 구조이고, 분포권 모델은 6극 36슬롯 구조이다. 일반적으로 IPMSM의 영구자석에서의 와전류 손실은 슬롯 고조파에 의해 발생된다. IPMSM의 고속 회전 시 와전류 손실에 의한 영구자석의 열적 감자현상은 특히 집중권 IPMSM에서 주요 문제가 된다. 영구자석에서의 와전류 손실을 줄이는 설계는 고속 운전을 필요로 하는 철도차량 추진시스템용 IPMSM 설계에 있어서 중요하다. 그러므로 본 논문에서는 영구자석에서의 와전류 손실을 줄이기 위하여 영구자석을 분할하는 방법을 제안한다. 저자는 영구자석의 분할 개수를 변화시면서 IPMSM 집중권 모델의 영구자석에서 발생되는 와전류 손실의 변화 특성을 분석한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.681-687
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• 2014

본 논문에서는 해군함정의 추진용 디젤엔진의 연료로 사용되는 선박용 디젤연료와 바이오디젤을 단기통 엔진에 적용시켜 연료분사시기에 따른 실린더 내 연소특성, 엔진성능 및 질소산화물 배출 특성을 분석하고, 초고속 카메라를 이용하여 선박용 디젤연료와 바이오디젤연료의 연소과정을 분석하는데 초점을 두었다. 연료분사시기가 $BTDC25^{\circ}CA$에서 $BTDC5^{\circ}CA$까지 지각될수록 실린대 내 연소최고압력은 점점 떨어졌으나, 토크는 증가하는 경향을 보였다. 질소산화물은 $BTDC15^{\circ}CA$에서 가장 높게 측정되었으며, $BTDC15^{\circ}CA$를 기준으로 지각 및 진각조건에서는 저감되는 것으로 분석되었다. 연료분사시기가 $BTDC5^{\circ}CA$일 때 선박용 디젤연료와 바이오디젤연료의 연소과정을 비교한 결과 산소가 포함된 바이오디젤연료의 착화시기가 선박용 디젤연료보다 빠르나, 화염이 확산되어 발달할수록 화염강도는 선박용 디젤연료가 큰 것으로 분석되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1152-1161
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• 2009

신조선 선박에서 시운전 중 주 추진 시스템의 동력을 측정하는 방법은 스트레인 게이지를 이용하여 축의 변형률로부터 얻어지는 직접적인 방법과 기계적인 또는 전기적인 픽업을 이용하여 계측한 실린더연소압력으로부터 환산된 면적에 의한 간접적인 방법으로 구분할 수 있다. 이러한 동력은 장주기로 선박의 여러 가지 해상 운동에 의해서 그리고 단주기로는 축계의 비틀림, 축계 배치 및 횡진동의 영향에 의해서 변동한다. 본 논문에서는 축동력측정과 평가를 위하여 통계적인 해석법을 소개하고 있고, 저속2행정디젤엔진과 감속기를 포함 중속 4행정 디젤엔진 모델에 의해서 이들이 확인되고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.301-306
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• 2016

추진축계 횡진동은 축계배치계산과 함께 설계단계에서 충분한 검토가 이루어져야 한다. 축계 강제 횡진동 문제는 아직 명쾌한 해석방법이 제시되지 못하고 있으며 선급, 국제규격 등에서 대략적으로 프로펠러 날개차수 고유 진동수가 엔진정격회전수의 ${\pm}20%$이내에 들지 못하게 하고 있다. 축계배치관점에서는 축계 지지베어링 중심간 사이의 거리가 멀수록 좋으나 횡진동관점에서는 파장이 길어지고 고유진동수는 낮아져 공진이 발생할 수 있는 요인이 되어 검토시 주의가 요구되므로 계산결과를 실측으로 검증하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 최근 친환경 고효율 선박으로 등장한 5만 DWT급 석유화학제품운반선을 대상으로 횡진동 이론적 분석 및 스트레인 게이지 계측자료 분석을 수행하고 이를 통해 횡진동이 추진축계에 미치는 영향을 검토하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.160-167
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• 2020

A two-stroke diesel engine and a propeller normally adopted in large merchant ships are regarded as major ship vibration sources. They are directly connected and generate various excitation components proportional to the rotating speed of diesel engine. Among the components, the magnitude of two excitation components with the same frequency generated by both engine and propeller can be compensated by the adjustment of their phase difference. It can be done by the optimization of propeller assembly angle but requires a number of burdensome trials to find the optimal angle. In this paper, the efficient estimation method to determine optimal propeller assembly angle is proposed. Its application requires the axial vibration measurement in sea trial and the numerical vibration analysis for propulsion shafting which can be substituted by additional vibration measurement after one-trial modification of propeller assembly angle. In order to verify the validity of the proposed method, the phase difference between two fifth order excitation components generated by both diesel engine and propeller of a real ship is calculated by the finite element analysis and its result is indirectly validated by the comparison of axial vibration responses at intermediate shaft obtained by the numerical analysis and the measurement in sea trial. Finally, it is numerically confirmed that axial vibration response at intermediate shaft at a resonant speed can be decreased more than 87 % if the optimal propeller assembly angle determined by the proposed method is applied.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.134-146
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• 2006

This paper presents the primary conceptual design results of twenty-passenger class Wing-In-Ground(WIG) effect craft. As a first step, top level requirements were proposed and principal dimensions were determined. Maximum speed in ground effect condition is 150 km/h with two tons payload including passengers. Total weight is estimated as 8.5 tons with 2 tons of thrust. Hull and airfoil sections were designed and self propulsion tests were performed by radio controlled model. Two planing hull forms with the transom stern were proposed and towing tests were performed. The resistance and running attitude were measured and the feasibility is checked for the prototype hull form of the twenty-passenger class WIG craft. The free running tests show the stable smooth running attitude at designed speed. Also this radio controlled model can take off around 0.15 meter wave height. It can be said that the top level requirement for the twenty passenger class WIG ship is satisfied successfully. The design optimization to increase the transport efficiency and safety will be performed in the near future.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.518-523
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• 2008

경부고속열차(KTX) 차량컴퓨터제어장치(OBCS : On Board Computer System)는 네트워크 통신을 이용하여 차량내 각 종 전장품의 동작상태 감시와 운행명령 및 열차제어, 차량의 유지보수, 승무원의 운전업무를 지원하는 장치로써 KTX의 핵심장치이다. 이 장치는 TGV 제작사양과 프랑스의 고속열차 운영방식에 종속되어 특화된 시스템으로 제작되었으므로 실질적인 기술이전이 어려운 상태이다. 그렇기때문에 KTX 국내도입 후 운영상 요구되는 기능개선 및 자체적인 유지보수, 각 종 전장품(추진제어장치, 보조전원장치, 출입문제어장치 등)의 국산화 교체시 대부분의 인터페이스 신호가 차량컴퓨터제어장치(OBCS)와 연계되어 있어 많은 어려움이 수반되고 있다. 따라서 본 연구에서는 KTX 차량컴퓨터제어장치의 기능분석 및 주변장치(기관사 콘솔, 여객정보시스템, 고장현시장치, 각종 전장품 등)와의 상호 인터페이스 정보분석을 통해 KTX-OBCS 국산화 개발을 함으로써 KTX 운영상 요구되는 기능개선 및 유지보수 효율화에 기여하고, 더 나아가 고속열차제어 및 전장품 분야에서 선진 외국기술의 종속을 탈피하여 기술자립화를 이루고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권1호
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• pp.1-9
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• 2023

In order to improve the propeller cavitation performance composed of Cavitation Inception Speed (CIS), cavitation extent and pressure fluctuation, it needs to improve the wake distribution that flows into the propeller. The warship propeller cavitation is strongly influenced by the wake created at the V-strut of various appendages. The inflow characteristics of the V-strut were investigated using Computational Fluid Dynamics (CFD) and the twisted angles of the V-strut were aligned with upstream flow. The resistance and self-propulsion tests for the model ship with the existing and modified V-struts were conducted in Towing Tank (TT), and wake distribution, CIS, cavitation observation and pressure fluctuation tests were conducted in Large Cavitation Tunnel (LCT). The propeller behind the modified V-strut showed better cavitation characteristics than that behind the existing V-strut. Another model test was conducted to investigate rudder cavitation performance by the change of the V-strut. The rudder cavitation characteristics were not improved by the change of the operating conditions. On the basis of the present study, it is thought that the stern appendages for better propeller cavitation performance would be developed.