비 압축성 점성 유동에 대한 RANS 방정식의 수치 해법을 사용해서 4상한(four quadrant) 조건에서 작동하는 박용 프로펠러 주위의 난류 유동과 프로펠러 단독 성능을 계산하였다. 4상한 조건의 단독 성능에 대한 실험결과가 존재하는 모형 프로펠러 P4381에 대하여 계산된 유동은 다양한 조건에서 프로펠러에 발생하는 3차원 유동박리를 포함한 복잡한 점성유동 특성을 잘 보여주었으며, 계산된 프로펠러 추력과 토크는 실험에서 캐비테이션이 심하게 발생된 일부 경우를 제외하고는 실험 결과와 잘 일치하였다.
This paper deals with a comparison of performance between tip rake propeller and normal propeller in P.O.W condition. In comparison with normal propeller, tip rake propeller is good at preventing occurring negative effect: tip vortex, etc. But, officially formulated information about tip rake propeller doesn't become known. So this paper makes design variables about rake factors and applies them to propeller geometry. And propellers applied design variables are compared with each other about open water propeller efficiency. Also this paper confirms a vorticity reduction at propeller tip.
The Axiom propeller is a unique 3 bladed propeller and it enables to generate the same amount of thrust going ahead as it does going astern because of its 's' type skew-symmetric blade section. A earlier variant of the design (Axiom I propeller) performed a low propeller efficiency, maximum 35 % efficiency, and further blade outline design was carried out to achieve a higher efficiency. The optimized new blade outline (Axiom II propeller) has more conventional Kaplan geometry shape than Axiom I propeller. Model tests of open water performance and propeller cavitation for both propellers were conducted at Emerson Cavitation Tunnel in order to compare their performances. Experiment results revealed that Axiom II propeller provides a maximum 53 % efficiency and provides better efficiency and cavitation performance over the Axiom I propeller under similar conditions.
This study was performed to investigate the effect of various propeller tunnel shapes on the propulsion performance of a fishing boat. The propeller tunnel reduces the problem resulting from the open propeller accidentally catching the waste net and cable on the sea, as well as increasing the cruising speed. For 3 different tunnel geometries, the model test is conducted in the circular water channel, and the potential based panel method was applied to analyze the hydrodynamic characteristics of propeller. Also, both results are compared with each other to represent the difference between results of the model scale test and the potential theory. It is expected that these results could be referenced in the design of the propeller tunnel in consideration of the hydrodynamic interaction between the propeller and the tunnel.
In this study, we conducted resistance and propulsion performance test of ship composed of the Resistance Test, Propeller Open Water Test and Self Propulsion Test using the CFD(Computational Fluid Dynamics). We used commercial RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes equation) solver, as a calculating tool. The unstructured grids were used in a bow and stern of ship, having complex shape, for a convenience of generating grids, and the structured grids were adopted in a central hull and rest of hull having a relatively simple shape which is called hybrid grid method. In addition, The sliding mesh method was adopted to rotate a propeller directly in the Propeller Open Water and Self Propulsion Test. The Resistance Test and Self Propulsion Test were calculated using Volume of Fluid (VOF) model and considering a free surface. And all The three cases were applied realizable k-epsilon model as the turbulence model. The results of calculations were verified for the suitability of calculations by comparing MOERI's EFD results.
In this study, a numerical prediction on propulsive performance of a ducted propeller in open water condition was carried out by solving Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) equation using computational fluid dynamics(CFD). A configuration of propeller Ka-470 inside duct 19A was considered. Hexahedral grid system was generated by dividing whole computational domain into three separate regions; propeller, duct and outer flow region. A commercial CFD software, ANSYS-CFX was used for numerical simulations. Results were compared with experimental data and showed considerable improvement in accuracy, in comparison to those from surface panel method which is based on potential flow assumption. The results also exhibited the importance of grid system within the gap between the inner surface of duct and blade tip for accurate prediction of propulsive performance of ducted propeller.
The propeller performance has been investigated using a benchmark Duisburg Test Case ship with RANSE. First, the hydrodynamic characteristics of propeller in case of open water have been analyzed by a commercial CFD program and the results are compared with those of experimental data. Later, the flow around the bare hull has been solved and the frictional resistance value and form factor of the ship have been obtained and compared with those of ITTC57 formulation and experimental results for validation. The free surface effect has been ignored. A good agreement has been obtained between the results of RANSE and experiments at both stages. Then the ship - propeller interaction problem was solved by RANSE and the differences in thrust, torque and efficiency of propeller as compared with the open-water numerical results have been discussed.
RANS 방정식의 수치 해법을 사용해서 선박용 추진기 주의의 점성 유동을 계산함으로써 모형 프로펠러 3개(P4119, P4842, KRISO 포드 프로펠러)의 단독 성능을 해석하였다. 프로펠러 단독성능과 날개 압력 분포 그리고 프로펠러 근방의 평균 속도 분포에 대한 본 연구의 수치 해석 결과를 실험 결과와 비교하였으며, 대체로 두 결과가 서로 잘 일치하는 것이 확인되었다. 그러나, 프로펠러 날개 앞날의 압력과 포드 프로펠러의 단독 성능에 대한 본 연구의 결과는 실험 결과와 잘 맞지 않는 것으로 나타났다.
프로펠러 표면의 생물 부착이 프로펠러 성능에 상당한 영향을 미치지만 프로펠러 표면 거칠기와 관련된 연구는 상대적으로 선체 표면에 비하여 많지 않다. 본 연구에서는 Schultz(2007)가 발표한 Granville's similarity-law scaling 절차에 기초하여 실선 7 m 크기의 탱커 프로펠러에 표면 부착물 상태가 서로 다른 3가지 경우를 고려하여 프로펠러 단독 효율의 감소의 변화를 Lifting surface code를 사용하여 수치적 계산을 수행하여 효율을 비교하였다. 본 논문에서의 결과는 표면 거칠기가 큰 석회질 부착물($k_s=0.001$)은 선박 설계 속도(J=0.5)에서 최대 15 %의 프로펠러 효율 감소를 보였음을 확인하였으며 이는 선박 운항 시 생물 부착에 의한 효율 감소에 대한 평가가 고려되어야 한다는 점을 나타내고 있다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제8권1호
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pp.22-37
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2016
This article investigates numerical modeling of surface piercing propeller (SPP) in unsteady open water condition using boundary element method. The home code based on BEM has been developed for the prediction of propeller performance, unsteady ventilation pattern and cross flow effect on partially submerged propellers. To achieve accurate results and correct behavior extraction of the ventilation zone, finely mesh has generated around the propeller and especially in the situation intersection of propeller with the free surface. Hydrodynamic coefficients and ventilation pattern on key blade of SPP are calculated in the different advance coefficients. The values obtained from this numerical simulation are plotted and the results are compared with experiments data and ventilation observations. The predicted ventilated open water performances of the SPP as well as ventilation pattern are in good agreement with experimental data. Finally, the results of the BEM code/experiment comparisons are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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