선체-부가물 효과를 고려한 수중추진기의 비공동 소음특성 연구

Abstract

군용 함선, 잠수함의 직접적인 생존성과 작전 수행에 영향을 주는 수중추진기 소음은 많은 연구가 진행되어왔지만, 많은 나라에서 기밀로 취급되어 유출을 엄격히 제한하고 있기 때문에, 원천기술은 많이 부족한 실정이다. 이러한 군사적 상황에 더불어 최근선박소음에 의한 해양생태계에의 부정적인 영향이 보고되고, 이와 함께 선박 소음에 대한 국제적인 규제가 강화됨에 따라 선박소음의 가장 큰 역할을 차지하는 수중 추진기 소음에 대한 기술적 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 Sail 등부가물이 장착된 DARPA SUBOFF AFF-8 선체에 적용된 수중 추진기에 대해 FW-H 방정식을 통한 음향상사법[2]으로 수치적인 소음 해석을 진행하였다. 소음해석은 부가물이 장착된 SUBOFF AFF-8 선체에 장착된 추진기의 CFD 해석 결과에 대해 이루어져 선체-부가물 효과가 고려되도록 하였다. 유동해석은 Solver로 STAR-CCM+을 사용하였고, 추진기 근방 요소 수는 약 5백만 개이며, 그림 1.은 추진기 주변의 격자 모습이다. CFD 결과에 음향상사법을 적용해 추진기의 비공동 소음을 해석하였고(그림 2.), 이에 대한 분석을 진행하였다. 또한 이러한 소음 해석 결과와 대형 캐비테이션 터널(LCT)에서 수행한 모형 시험의 결과를 비교함으로 써 그 결과를 검증하였다.