• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.108-117
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• 2024

본 연구에서는 너클 라인이 다수 존재하면서 안팎 형상이 비대칭으로 설계된 특이점을 갖는 쌍동선의 자항성능을 예측하기 위해 CFD 해석을 수행하였고, 해석 기법에 따른 차이를 파악하기 위해 MRF(Moving Reference Frame) 기법과 SDM(Sliding Mesh) 기법을 적용하였다. MRF 기법을 적용한 경우에는 time step당 프로펠러를 1˚ 회전시켰고, SDM 기법의 경우 10˚, 5˚, 1˚씩 회전시키며 각 기법별 예측된 자항성능을 비교하였다. 자항점 추정을 위한 몇 가지 프로펠러 회전수에서의 해석 결과 중 프로펠러의 토크는 기법에 따른 차이가 거의 없었지만 추력 및 선체가 받는 저항은 MRF 기법보다는 SDM 기법을 적용했을 때 더 낮게, SDM 기법의 time step당 프로펠러 회전각이 작을수록 높게 계산되었다. 선형 내삽을 통해 추정된 자항점의 프로펠러 회전수, 추력, 토크와 실선 확장법을 사용해 추정된 실선의 전달동력, 반류 계수, 추력 감소 계수 및 프로펠러 회전수도 동일한 경향을 보였으며, 대부분의 자항효율은 반대의 경향을 보였다. 프로펠러 후류의 경우 MRF 기법을 적용했을 때 정확도가 떨어졌고, SDM 기법의 time step당 프로펠러 회전각에 따라 표현되는 후류의 차이는 거의 없었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.35-44
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• 2020

Propeller cavitation extent, pressure fluctuation induced by cavitation, pressure distribution on propeller blade, total velocity distribution and nominal wake distribution for a MR Taker were computed in both conditions of model test and sea trial using a code STAR-CCM⁺. Then some of the results were compared with model test data at LCT and full-scale measurement (Ahn et al (2014); Kim et al (2014)] in order to confirm the availability of a numerical prediction method and to get the physical insight of local flow around a ship and propeller. The nominal wake distributions computed and measured by LDV velocimeter on the variation of on-coming velocity show the wake contraction characteristics proposed by Hoekstra (1974). The numerical prediction of propeller cavitation extent on a blade angular position and pressure fluctuation level on each location of pressure sensors are very similar with the experimental results.

• 한국음향학회지
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• 제36권2호
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• pp.89-99
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• 2017

멀티로터형 무인항공기는 군사용 목적뿐 아니라 항공 촬영 및 무인 택배 수단 등 민간 산업까지 그 활용 범위를 넓혀가고 있다. 무인항공기의 보다 폭넓은 활용을 위해서는 추진체인 프로펠러의 공력 효율 개선과 소음의 저감을 위한 연구가 선행되어야 하며, 이는 주어진 환경에서 공력 성능 및 소음을 예측할 수 있는 기술이 바탕이 되어야만 가능하다. 본 연구에서는 소형 무인항공기 프로펠러를 대상으로 공력 및 소음 예측 기법을 개발하고, 실제 측정을 통한 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 분당 회전수의 변화에 따른 추력 및 토크와 주어진 위치에서의 주파수 스펙트럼 예측에서 모두 예측 기법의 신뢰성을 확보하였으며, 이를 통해 프로펠러의 형상 설계에 기반이 될 수 있는 기틀을 마련하였다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제6권1호
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• pp.27-33
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• 2002

Recently, the application of the electric propulsion system becomes popular because of its advantage over conventional propulsion. However, the complicated flow mechanism and interaction around the azimuth thruster are not fully understood yet, and the studies on the powering performance characteristics with azimuth/pod thrusters are now in progress. The experimental method developed in KRISO(Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) is introduced and the results of the powering performance tests, consisting of resistance, self-propulsion and propeller open water tests for a cable layer with two azimuth thrusters are presented. For the analysis of powering performance with azimuth thrusters, it is necessary to evaluate the thrust/drag for components of a thruster unit, Extrapolation results could differ according to the various definitions of the propulsion unit; that is the pod, thruster leg and/or nozzle can be treated as hull appendages or as part of propulsion unit, The powering performances based on several definitions are investigated for this vessel. The results of the measurements for the 3-dimensional velocity distribution on the propeller plane are presented to understand the basis of the difference in propulsion characteristics due to the propeller rotational directions.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.30-44
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• 1993

추진 효율 향상을 위한 비대칭형 전류 고정날개-프로펠러 추진 시스템의 성능해석에 대한 이론적 실험적 고찰과 이에 대한 비교를 수행하였다. 성능해석을 위한 비대칭 및 대칭 해석 프로그램은 양력면 이론에 의해 개발되어졌으며, 실험과의 상호관계를 통하여 보다 정도 높은 설계 및 성능해석을 수행할 수 있도록 만들어졌으며 특히 불균일 반류에서의 고정날개 성능해석을 통한 비대칭 설계가 가능하여 졌다. 개발된 프로그램을 이용하여 새로운 비대칭 고정날개를 설계하였으며 성능해석을 이론적으로 수행한 결과 단독 프로펠러에 비하여 약 6%의 효율증가를 보이고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.73-86
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• 1993

균일 유동장 중에서 작동 중인 선박 프로펠러의 정상 성능 추정을 위하여 포텐셜을 기저로한 패널법을 기술하고 있다. 본 방법은 법선 다이폴과 쏘오스를 프로펠러 날개, 허브, 후류면에 분포함으로써 다이폴의 세기를 미지수로 하는 적분방정식을 얻고, 이산화과정을 거쳐 수치적으로 계산된다. 비평면 사각형 패널위에 있는 법선 다이폴에 의해 유기되는 포텐셜을 구하기 위하여 쌍곡면 요소를 채택하고 있다. Kutta 조건은 반복계산에 의해 날개 뒷날에서의 압력 점프를 없앰으로써 만족시킨다. 수렴성을 보이기 위하여 상세한 수치시험을 수행하였으며, 동시에 후류면 모형화가 성능에 미치는 영향도 조사하였다. 프로펠러의 단독 모형시험 결과와 수치추정 결과가 잘 일치하는 것을 보였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제23권2호
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• pp.51-56
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• 2015

This paper presents the procedure of drag prediction for EAV-1, based on a numerical analysis correlated to an in-flight test. EAV-1, developed by Korea Aerospace Research Institute, is a small-sized UAV to test a hydrogen-fuel cell power system. The long-endurance test flight of 4.5 hours provides numerous in-flight data. The thrust and drag of EAV-1 during the flight test are estimated based on the wind-tunnel test results for EAV-1's propeller performance. In addition, the CFD analysis using a commercial Navier-Stokes code is carried out for the full-scale EAV-1. The computational result suggests that the initial CFD analysis substantially under-predicts the in-flight drag in that the discrepancy is up to 27.6%. Therefore, additional investigation for more accurate drag prediction is performed; the effect of propeller slipstream is included in the CFD analysis through "fan disk" modelling. Also, the additional drag from airplane trim and load factor that actually exists during the flight test in a circular path is considered. These supplemental analyses for drag prediction turn out to be effective since the drag discrepancy reduces to 2.3%.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2000년도 추계 학술대회논문집
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• pp.163-169
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• 2000

Design and developments of a propeller fan for a cooling tower have been accomplished by both numerical prediction of performance and experimental validation with a wind tunnel, Main interest lies on blade geometry of a fan for optimal design of aerodynamic performance. The present methodology for numerical estimation is commercial program, Fine/Turbo, which gives us engineering information such as flow details near the blades and flow rate of it. The numerical results are compared with precise experimental output and show good agreement. Also new proposed model of a blade with the program show improved performance relative to present running model in market.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.173-176
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• 2002

The purpose of this study is to develop a tool for the analysis of the cavitating flow around trans-cavitating marine propellers. In this study, a linearized super-cavitation theory was applied in order to analyze the performance of the 2-dimensional foils. The numerical results correlated very well with experimental data. The trans-cavitating propellers, manufactured and tasted in KRISO, is selected to validate the lifting surface procedure. For a TCP with a Johnson's five term section, the comparison between the numerical prediction and experiments is fairly good and promising. The new lifting surface procedure, developed and validated with 2-D foils and a TCP, is generally considered applicable to the practical design of the trans-cavitating propeller with Johnson's five term section

• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.746-751
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• 2014

본 논문에서는 소스 코드가 공개된 라이브러리를 이용하여 선박의 성능을 예측할 수 있는 해석 코드를 개발하였다. 질량보존 방정식, 모멘튼 보존방정식, 난류를 고려하기 위해 난류모델과 벽함수를 고려하였다. 자유수면 계산을 위해 볼륨비 수송방정식을 고려하였고, 자유수면의 정확도 높은 계산을 위해 고차 도식을 포함하는 라이브러리를 개발하였다. 개발한 프로그램을 컨테이너선인 KCS에 적용한 결과 실험에서 포착된 자유수면 분포를 잘 예측하였다. 자항성능 평가 시 추진기 회전을 위해 GGI 라이브러리를 사용하였다. 계산결과 실험과 비교해 약 7 % 정도의 정확도로 자항성능을 예측하였다. 캐비테이션 예측을 위해 이상 균질 모델을 포함하는 새로운 라이브러리를 개발하였다. 이상 균질 모델을 추진기에 적용한 결과 일반적으로 발생하는 얇은 층 캐비테이션을 잘 예측하는 것을 확인하였다. 오픈 소스 라이브러리를 이용하여 개발한 수치수조를 KCS에 적용한 결과 오픈 소스 라이브러리에 대한 가능성을 확인하였다.