캐비테이션 격렬도 계측기반 추진기 침식 캐비테이션 패턴분석

Abstract

최근 국제해사기구(IMO)의 해양환경보호 정책으로 온실가스배출 저감을 위한 추진효율향상은 선박설계에 있어 주요한 기술이 되고 있으며 이와 관련한 연구가 선박연구기관, 산업체 등에서 많이 이루어지고 있다. 특히 선체 및 추진기 부가물을 활용한 추진효율향상장치 (ESD: Energy Saving Device) 개발 역시 친환경·고효율 선박설계기술에서 주요한 연구항목이 되고 있다. 하지만 선박의 추진효율을 향상시키기 위해서는 추진기의 효율을 향상 시키는 방향으로 추진기와 연료절감장치들이 설계되는 경우가 대부분이다. 이러한 추진기 효율을 향상시키기 위하여 추진기 하중을 증가시키는 경우는 때때로 추진기에서 비정상적인 캐비테이션이 발생하여 추진기 침식이 발생하는 사례가 종종 보고되고 있다. 추진기 침식이 발생하면 추진효율의 감소, 선체 이상 진동 등을 야기하여 선박 운용상 문제가 발생하기 때문에 선박설계 또는 모형시험 단계에서 추진기 침식 가능성을 판단하는 것은 매우 중요한 기술로 여겨지고 있다. 추진기 침식현상은 추진기에서 발생하는 캐비테이션의 붕괴 격렬도와 연관이 있다. 본 연구에서는 추진기 소음계측과 고속카메라를 이용한 시각적 관찰기술을 연계한 계측데이터를 기반으로 캐비테이션 격렬도를 정량적으로 분석하였다. 또한 선박 추진기에서 침식현상을 야기하는 캐비테이션 패턴의 분석을 위하여 모형시험 상에서 다양한 추진기 캐비테이션모형시험을 수행하고 캐비테이션 격렬도 분석에 근거하여 추진기 침식을 야기하는 캐비테이션 패턴에 대하여 분석하였다.