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경사축 추진기 모형시험에서 추진기 소음과 캐비테이션 침식 상관관계 연구
설한신,백부근,Seol, Hanshin,Paik, Bu-Geun 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.3
본 논문은 선박 추진기의 캐비테이션 침식현상을 연구하기 위하여 추진기에서 발생하는 소음과 캐비테이션 격렬도의 연관성에 대하여 분석하였다. 캐비테이션 침식은 캐비테이션 붕괴의 빈도와 강도로 정의 할 수 있는 '캐비테이션 격렬도'와 밀접히 연관되어 있다. 캐비테이션 붕괴에 의해서 발생하는 압력파는 다양한 진폭과 지속시간의 연속적인 펄스의 형태로 나타나며 이를 캐비테이션 거동과 동조 분석하여 캐비테이션 붕괴에 따른 추진기 소음 연관성을 파악하였다. 이 기법을 경사축 추진기시험을 활용하여 추진기침식시험에 대한 정량적 평가방안을 제시하였다. In this paper, to investigate the cavitation erosion phenomenon on the ship propeller, the correlation between the propeller noise and the cavitation intensity was analyzed. Cavitation erosion is closely related to cavitation collapsing intensity, which can be defined as the frequency and intensity of cavitation collapse. The pressure wave generated by cavitation collapse appears as a continuous acoustic pulse and this result is analyzed with the cavitation behavior to determine the relationship of the propeller noise to cavitation collapse intensity. This technique is applied to the propeller erosion test using the inclined shaft propeller model.
함정 축 지지 스트럿 정렬 각도 변경에 따른 추진기 캐비테이션 초기발생선속(CIS) 개선 연구
설한신,백부근,안종우,박영하,정홍석 국방기술품질원 2022 국방품질연구논집 Vol.4 No.2
함정의 스텔스 성능 관점에서 추진기 캐비테이션 초생 선속은 매우 주요하다고 알려져 있다. 추진기 캐비테이션은 선체와 선체 부가물의 영향을 많이 받는다. 대부분의 함정은 추진기 경사축을 지지하기 위하여 스트럿 (I-strut 또는 V-strut)을 가지고 있다. 이 부가물들은 추진기 앞쪽에 설치되기 때문에 추진기 캐비테이션 초생 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 하지만 함정 축 지지 스트럿은 함정의 추진성능 관점에서 설계가 되어져왔기 때문에 추진기 캐비테이션에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 스트럿의 정렬 각도에 따른 유동 영향과 이로 인한 함정 추진기 캐비테이션 초생성능을 분석하였다. 수치해석 연구와 결과를 바탕으로 스트럿의 최적 정렬 각도를 도출하였고 대형캐비테이션터널에서 웨이크 분포 측정시험과 추진기 CIS 시험을 수행하여 설계 방법을 검증하였다. 모형 시험 결과 스트럿 각도 조정만으로 추진기 CIS 성능이 최대 2.6노트까지 향상되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 방법은 향후 추진기 CIS 성능향상을 위한 스트럿 및 부가물 설계기법으로 유용하게 활용될 수 있을 것이라 기대된다.
3차원 수중익에서 공기분사에 의한 캐비테이션 및 소음특성 연구
설한신,정홍석,Seol, Hanshin,Jeong, Hongseok 한국음향학회 2021 韓國音響學會誌 Vol.40 No.1
In this study, changes in cavitation pattern and noise by air injection were investigated experimentally in a cavitation tunnel. Air injection system that can control the location and the amount of air was manufactured and installed in an elliptic wing that exhibits similar characteristics to those of a propeller blade. Various types of cavitation were simulated on the hydrofoil by adjusting the test conditions in the cavitation tunnel, and the changes in cavitation pattern and noise according to air injection were experimentally analyzed. It was shown that the noise characteristics varied depending on the position and the amount of air injection. This means that in order to apply the air injection technology to the propeller, it is necessary to optimize the air injection location and the amount of injection according to the cavitation characteristics.
설한신,김성용,Seol, Hanshin,Kim, Seong-Yong 한국음향학회 2018 韓國音響學會誌 Vol.37 No.6
본 논문은 추진기 모형시험을 이용하여 추진기 날개 끝 보텍스 캐비테이션의 소음특성 및 추진기 캐비테이션 초생 (propeller cavitation inception) 분석에 관한 연구이다. 날개 끝 보텍스 캐비테이션은 일반적으로 추진기에서 가장 먼저 발생하는 캐비테이션으로 발생 유무에 따라 수중방사소음 수준과 특성이 달라진다. 특히 캐비테이션 초생 이후 선속이 높아짐에 따라 급격하게 소음수준이 증가한다고 알려져 있다. 그러므로 함정 추진기에서 날개 끝 보텍스 캐비테이션 발생을 지연시키는 것과 더불어 추진기 캐비테이션의 소음특성을 분석하고 캐비테이션 초생을 판단하는 것 역시 함정 및 수중무기체계의 추진기 개발에 있어 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 본 연구는 추진기 날개 끝 보텍스 캐비테이션의 발생과 성장에 따른 소음특성 변화를 분석하고 다양한 영상-소음 계측 및 분석기법을 활용하여 추진기 캐비테이션 초생 판단기법을 제시하였다. In this study, the noise characteristics of the propeller tip vortex cavitation and its inception were analyzed experimentally. Generally, tip vortex cavitation is the first appeared cavity that occurs in a propeller. If propeller tip vortex cavitation is appeared, the level and characteristics of underwater radiated noise changes dramatically compared with the non-cavitating propeller. Therefore, it is very important to analyze the noise characteristics of the propeller cavitation and to detect the cavitation inception in the development of the propulsion system for military vessel and underwater weapon system. The change of noise characteristics due to the inception and growth of the propeller tip vortex cavitation was analyzed. Various imaging-noise measurement and analysis technique were used to determine the inception of propeller cavitation.