수치해석에 의한 함정탑재장비의 탄성지지 방법에 따른 수중방사소음 영향성 평가 = Numerical Evaluation of Underwater Radiated Noise Reduction according to the Resilient Mounting Types of Onboard Equipment of a Naval Ship

국문 초록 (Abstract)

수중 전투방식이 발전함에 따라 함정의 수중 음향스텔스 성능의 중요성이 지속적으로 강조되고 있으며, 이로 인해 함정의 수중방사소음 감소를 위한 노력이 요구되고 있다. 함정 수중방사소음의 주요 소음원은 프로펠러 공동(캐비테이션, cavitation) 발생 소음과 탑재장비로 인해 발생하는 공기전달소음(airborne noise:ABN)과 구조전달소음(structureborne noise:SBN) 등이 있으며, 프로펠러 캐비테이션 발생 속도(Cavitation Inception Speed:CIS) 이하에서는 탑재장비에 의한 구조전달소음이 수중방사소음에 높은 기여도를 가지므로, 함정 건조 시 탑재장비의 탄성지지 방법과 같은 소음절연 설계는 매우 중요한 요소이다.
이를 위해 본 연구에서는 함정 수중방사소음의 주요 소음원별 음향발생 특성에 대해 검토하고, 가상의 3,000 Ton급 함정을 대상으로 소음원별 수중방사소음에 미치는 영향을 추정하였다. 아울러, 대상함의 탑재장비 탄성지지 방법을 3가지로 구분하여 탑재장비의 구조전달소음이 수중방사소음에 미치는 영향을 수치해석을 통해 추정하고, 최적 설계방안을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 동향 2
• 1.3 연구 내용 3
• 2. 함정의 수중방사소음 소음원 4
• 2.1 개요 4
• 2.2 수중방사소음 소음원별 음향발생 특성 5
• 2.2.1 프로펠러 소음원 5
• 2.2.2 탑재 장비류 소음원 9
• 2.2.3 유체 동역학적 소음원 14
• 3. 수중방사소음 해석 기법 15
• 3.1 SEA 기반 해석방법 15
• 3.2 전달함수 해석방법 21
• 3.3 경험적 추정방법 23
• 4. 수치해석 예 25
• 4.1 대상함 제원 및 주요 소음원 25
• 4.2 수치해석 조건 27
• 4.3 프로펠러와 공기전달소음에 의한 수중방사소음 31
• 4.4 탑재장비류 탄성지지 방법에 따른 구조전달 소음에 의한 수중방사소음 35
• 4.4.1 Case 1: 단일 탄성지지 35
• 4.4.2 Case 2: 이중 탄성지지 38
• 4.4.3 Case 3: Floating Raft System 41
• 4.5 탑재장비 탄성지지 방법이 수중방사소음에 미치는 영향 고찰 43
• 5. 결론 53
• 참고문헌 54
• Abstract 58