• 대한조선학회논문집
• /
• 제41권5호
• /
• pp.8-13
• /
• 2004

In order to better understand the characteristics of the flow field around the submerged hydrofoil of finite span with high speed and shallow submergence. a numerical code which can solve the flow around a fast lifting body under the free surface was developed and used to obtain various interesting features of the flow. The code was based on the panel method of Hess( 1972), and the free surface condition was linearized to conform with the assumption of the high Froude number. It is shown that the effect of the change of submerged depth. angle of attack and aspect ratio upon the sectional lift coefficient is rather significant for the case of the chosen example wing, which has the rectangular planform. Since Lee(2002)'s theoretical results were for the wing of elliptical planform, the direct comparison of the two results was not possible. It seems that more computational results are in need to compare the theoretical and the numerical prediction in detail.

• 한국해양공학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2011

The radiation of water waves by a heaving truncated circular cylinder with damping plate is solved in the frame of the three-dimensional linear potential theory. The damping plate has a distinct advantage in reducing the motion response of a floating circular cylinder by increasing the added mass and the damping coefficient. Using the matched eigenfunction expansion method, the characteristics of hydrodynamic added mass and the damping coefficient are investigated with various system parameters, such as the radius and submergence depth of the damping plate. It is found that both added mass and the damping coefficient are significantly increased due to the arranged features of the larger damping plate with shallow submergence, which are positive factors as a motion reduction device of the floating offshore platform. Also the numerical results for an oscillating submerged disk show that the added mass is negative and that the damping coefficient has a peak value at resonant frequency when submergence depth is sufficiently small.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.27-39
• /
• 1996

잠수체(strut)에 부착된 핀(fin)의 자유표면 효과를 회류수조를 사용하여 실험적으로 연구하였다. 본 연구에서는 주로 유속(V), 핀의 앙각(${\alpha}$)과 핀의 몰수깊이 대 현장비, 즉 몰수비(H/C)에 따른 핀의 양력을 축정하였으며, 지주가 없는 핀만의 양력을 측정하여 지주에 부착된 핀의 양력과 비교함으로써 핀에 미치는 지주의 영향도 관찰하였다. 유동가시화를 통하여 지주만 있을 때와 핀이 부착되어 있을 때의 앙각에 따른 자유표면의 변화를 조사하였다. 이와 같은 실험들은 대체로 몰수비가 작은 영역을 중심으로 수행되었다. 본 연구의 결과로는 핀의 양력계수(CL)는 작은 몰수비(H/C<3.0)의 경우 자유표면의 영향을 크게 받으며, 큰 몰수비(H/C>5.0)인 경우는 자유표면의 영향을 거의 무시할 수 있다. 작은 몰수깊이에서 핀의 유입앙각도 지주와 유속에 의해 크게 영향을 받는다. 자유표면의 변형은 지주에 의한 조파현상이 지배적인 역할을 하고 있으나 핀의 몰수깊이가 작을 경우는 핀의 영향도 크게 작용한다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
• /
• 제4권1호
• /
• pp.11-20
• /
• 2000

Reynolds-averaged Navier-Stokes equations are numerically solved using a secondorder finite difference method for the analysis of turbulent flows around single and tandem hydrofoils advancing under the free surface. The location of the free surface, not known a priori, is computed from the kinematic free surface condition and the computational grid is conformed at each iteration to the free surface deformation. The eddy viscosity model of Baldwin-Lomax is employed for the turbulence closure. The method is validated through the comparision of the numerical results with the experimental data for a single hydrofoil of a Joukowski foil section. A computational study is also carried out to investigate the effect of the submergence depth and the Froude number on the lift and the drag of the hydrofoil. For tandem hydrofoils, computations are performed for several separation distances between the forward and aft foils to see the interference effect. The result shows clearly how the lift and drag change with the separation distance.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.50-59
• /
• 1997

선박의 시운전 수행 이전에 엔진 및 프로펠러의 작동상태를 체크하기 위하여 때때로 안벽계류 중에서 주기 및 발전기의 성능시험을 수행하는 데, 이때 주기관을 100% 작동시키는 것은 계류용 로프 및 안벽 비트의 강도 문제등의 여러가지 위험 부담을 갖게 된다. 본 연구는 이러한 시험에 대한 안전성 검토를 위해 필요한 프로펠러의 추력의 추정을 목적으로 하고 있다. 대상선은 최근에 건조한 대형 컨테이너선이며, 실선시험은 안벽계류 상태에서 수행되었기 때문에 프로펠러는 수면위로 노출되어 있는 상태에서 작동되었다. 이러한 낮은 프로펠러 축 몰수 수심에서 작동하는 안벽계류 상태에서의 프로펠러의 특성을 조사하기 위해 모형시험을 수행하였으며, 이들 시험결과로부터 안벽계류 시험중의 프로펠러의 추력에 관한 약산식이 도출되었다. 그 결과 프로펠러의 특성은 축 수심에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있으며, 특히 축 수심이 작아 프로펠러가 수면위에 노출되어 있는 경우에는, 같은 축 수성에서도 프로펠러 회전수에 지배되는 특성이 파악되었다. 한편 심수 중에서 작동하는 프로펠러에 대해서도 추력에 대한 추정식을 도출하여 실선 시험 담당자가 사용하기 쉽게 하였으며, bollard pull에서의 FPSO(Floating Production Storage and Offloading tanker based system) 의 프로펠러의 추력 계측값과 비교 검토 하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제51권5호
• /
• pp.435-449
• /
• 2014

The effects of the gravity field and the free surface on the cavity shape and the drag are investigated through a numerical analysis for the steady supercavitating flow past a simple two-dimensional body underneath the free surface. The continuity and the RANS equations are numerically solved for an incompressible fluid using a $k-{\epsilon}$ turbulence model and a mixture fluid model has been applied for calculating the multiphase flow of air, water and vapor using the method of volume of fluid and the Schnerr-Sauer cavitation model. Numerical solutions have been obtained for the supercavitating flow about a two-dimensional $30^{\circ}$ wedge in wide range of depths of submergence and inflow velocities. The results are presented for the cavity shape, especially the length and the width, and the drag of the wedge in comparison with those of the case for the infinite fluid flow neglecting the gravity and the free surface. The influences of the gravity field and the free surface on the aforementioned quantities are discussed. The length and the width of the supercavity are reduced and the centerline of the cavity rises toward the free surface due to the effects of the gravity field and the free surface. The drag coefficient of the wedge, however, is about the same except for shallow depths of submergence. As the supercavitating wedge is approaching very close to the free surface, it is found the length and the width of a cavity are shorten even though the cavitation number is reduced. Also the present result suggests that, under the influence of the gravity field and the free surface, the length of the supercavity for a certain cavitation number varies and moreover is proportional to the inverse of the submergence depth Froude number.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제30권2호
• /
• pp.112-122
• /
• 1993

자유수면하에서 유한한 속도로 진행하는 2차원 수중익 주위에 발생하는 부분 및 초월 공동문제를 포텐셜을 기저로 하는 양력판 이론에 의해 해석하였다. 2차원 수중익 주위에 선형화된 자유표면 조건, 방사조건 및 무한수심 경계조건을 만족하는 법선 다이폴과 쏘오스를 분포함으로써 양력 및 캐비티 문제를 표현하였다. 수중익 표면에서의 역학적 경계조건은 수중익 내부의 전유동이 0이라는 조건으로 등치 되었고, 캐비티 표면에서의 역학적 경계조건인 압력이 일정 하다는 조건을 만족 시키기 위해 Bernoulli 방정식에 나타나는 정수압을 고려하였다. 계산결과로부터 공동 발생으로 인해 수중익 주위의 파형이 많이 변화함을 알 수 있었다. 또한 지금까지의 공동현상 해석문제에서 무시되었던 정수압의 영향이 자유수면 아래에서 발생하는 초월공동현상에 중요한 역할을 하고 있음이 확인되었다. 즉 수중익의 몰수깊이가 작을 때는 중력의 영향으로 캐비티의 크기가 커지게 되나 깊이 잠김에 따라 감소되고 있으며 양력은 몰수깊이가 커짐에 따라 감소하는 것 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.484-491
• /
• 2007

규칙파와 수면아래 잠긴 수평판 사이의 비선형 상호작용을 규명하기 위하여 수치파동수조를 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 수치모델로 비선형 포텐셜 이론을 근거로 한 고차 경계요소법과 Navier Stokes 방정식과 엄밀한 자유표면 경계조건식을 푸는 CADMAS-SURF을 사용하였다. 두 모델 모두 수평판 위의 천수역에서 발생하는 고차 조화항들을 예측할 수 있으며 점성효과를 포함하는 CADMAS-SURF는 수평판 양단에서 발생하는 와류와 박리에 의한 고차 조화항의 발생을 재현할 수 있다. 수평판의 잠긴 깊이와 길이 변화에 따른 반사율과 투과율을 Patarapanich and Cheong(1989)의 모형실험결과와 비교하였고 서로 잘 일치함을 확인하였다. 수평판의 길이가 길어지고 잠긴 깊이가 얕아질수록 입사파의 에너지가 고차 조화항으로 더 많이 전이됨을 확인하였다.

• Journal of Hydrospace Technology
• /
• 제2권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 1996

We consider the following two questions mainly in this study. First one is how the free surface hayes affect the lift of a shallowly submerged moving body. For this matte., we reinterpret the theoretical results of Kochin(1936), and point out that the high Froude number approximation is not always on the safer side. Second one is what sort of dimensionless parameters determine the occurrence of wave breaking behind a moving submerged body. Temporarily before getting a better answer, we propose that the two-parameter-plane, namely, the plane of the Froude number and the square root of the ratio of the submerged depth and the body length, may be used for predicting the possibility of wave breaking behind the submerged body. A region in the parameter plane is put forth as that of wave breaking, and the validity of this proposal is shown by its agreement with the existing experimental data of Parkin et al(1955) and those of Duncan(1983). Finally, linear and nonlinear numerical results are compared with the existing experimental data to see in what range of the parameters the linear and nonlinear theory case predict the wave field and the pressure on the body with reasonable accuracy. However, since the experimental data, which offer both the pressure and wave elevation for a submerged moving body, are very scarce, much cannot be attained through this comparative study. Hence, it is strongly recommended to carry out well planned experiments to get such data.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제42권2호
• /
• pp.80-87
• /
• 2005

A set of experiments was carried out for obtaining the velocity field around the hydrofoil of finite span, using a wing of the NACA 0012 section in a circulating water channel. DPIV technique was used to measure the velocity field, and the velocity measurements along the span were done for 3 speeds, 3 submerged depths, and 4 angles of attack. Experimental data are compared with the theoretical assumptions, as well as the numerical findings by Lee and Lee(2004). Special care is given to the flow near the tips and in the region close to the leading edge. Though indirect, using the measured data of the velocity, it is now possible to compare the aerodynamic and the hydrodynamic strength of the circulation distribution of a wing in the framework of the lifting-line theory.