저소음 프로펠러 설계를 위한 부분공동 유동의 점성 및 비점성 수치해석 비교 연구

Abstract

날개 형상의 단면을 갖는 선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력 이 낮아짐에 따라 불가피하게 캐비테이션이 발생한다. 캐비테이션은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박에서 유기되는 수중방사소음은 캐비테이션의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 캐비테이션과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에 서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 캐비테이션 성능 해석법 개발을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 점성 및 비점성 수치해석을 수행하였다.되며, 결과적으로 선박에서 유기되는 수중방사소음은 캐비테이션의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 캐비테이션과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에 서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 캐비테이션 성능 해석법 개발을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 점성 및 비점성 수치해석을 수행하였다.