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제안 방법
- 수행하였다. 5공 피토관을 사용하여 이중모형 선미와 후류의 평균 유속을 계측함으로써 프로펠러 면을 포함한 선미 부근 전단 유동에 대한 유속 자료를 얻었다. 또한 후류의 유속 분포를 나선 상태에 대한 계측 결과와 비교함으로써 프로펠러에 의한 선미 유속의 변화를 조사하였다.
- 선택하였다. 교정은 yaw angle과 pitch angle 을 각각 -40°~+40° 범위에서 10° 간격으로 변화 시켜 수행하였고, 큰 각도 영역의 오차를 줄이기 위해 ±35°를 추가하였다. 총 계측 위치는 121개 (11x11)이고, 각 위치에서 50Hz의 Sampling rate 로 4초간 계측하여 200개의 데이터를 취득하여 처리하였다.
- 5공 피토관을 사용하여 이중모형 선미와 후류의 평균 유속을 계측함으로써 프로펠러 면을 포함한 선미 부근 전단 유동에 대한 유속 자료를 얻었다. 또한 후류의 유속 분포를 나선 상태에 대한 계측 결과와 비교함으로써 프로펠러에 의한 선미 유속의 변화를 조사하였다. 동일한 위치에서 계측한 두 유속 벡터의 차로부터 조차, 우현에서의 프로펠러 하중의 차이와 이로 인한 축방향 속도 증가량의 차이 그리고 이와 달리 비교적 균일한 선 회류가 프로펠러에 의해서 유기됨을 #였다.
- 본 연구는 충남대학교 풍동에서 LNG 선형의 선미 유동에 대하여 수행되고 있는 난류를 포함 한 일련의 유동계측 실험으로서 먼저 반석호 등 (2003)이 예인수조에서 실험한 것과 동일한 LNG 선형의 이중모형을 풍동에 설치하고, 5공 피토관을 사용하여 나선 상태에서 선미와 선미 후류의 평균유속 분포를 계측하고, 이어서 프로펠러가 회전하는 상태에서 선미 후류의 유속을 계측한 다음, 두 유속 분포의 차이로부터 프로펠러에 의한 LNG 선미후류의 유속 변화를 조사한 것이다.
- 두 곳에 설치하여 모형선을 균형 있게 고정시켰다. 실험에서 계측결과에 미칠 스트럿의 영향에 의한 계측값의 차이를 가능한 한 줄이기 위해서 이중모형 윗부분을 계측 영역으로 선택하였다.
- 2m, 최대속도는 35m/s이다. 실험은 이중모형에 의한 차폐효과 (blockage effect)를 최소화하기 위해서 시험부단면적이 큰 제 2시험부에서 수행하였다. Fig.
- 액화천연가스 운반선 이중모형을 대상으로 나선선 미 유속분포 및 프로펠러가 작동하는 상태에서 프로펠러 후류 평균 유속을 계측하기 위하여 충남대학교 중형 아음속 풍동에서 실험을 수행하였다. 5공 피토관을 사용하여 이중모형 선미와 후류의 평균 유속을 계측함으로써 프로펠러 면을 포함한 선미 부근 전단 유동에 대한 유속 자료를 얻었다.
- 9m/s 조건으로 프로펠러 후방 단면위치에서 수행하였으며, 프로펠러축을 중심으로 좌우 및 상하 방향으로 각각 12cm인 정사각형 영역에 대해서 1cm 간격으로 이동하면서 총 169개의 지점에서 유 속 을 계 측 하 였 다 . 유동 계측 결과를 표시하기 위하여 계측 위치는 모형선의 길이로, 계측 속도는 풍동 시험부 유속으로 각각 무차원화 하였다. 3차원 직교 좌표계에서 X는 선체 후방을, Y는 선체의 우현 방향을, Z 는 연직 상방을 가리키며, 좌표계의 원점은 선체중심선과 중앙 단면이 만나는 곳에 위치한다.
- 이중모형선을 두개의 스트럿을 이용하여 풍동시험부 중앙에 설치하였고, 5공 피토관이 부착되어 있는 2축 이송장치는 컴퓨터에 의하여 계측하고자 하는 위치로 이동하도록 설계하였다. 피토관의 각 홀의 압력차는 솔레노이드 밸브에 의해 분기되어 마이크로 마노미터에 연결하였고 마이크로마노미터의 전기적 신호는 컴퓨터에 내장된 A/D 변환기를 통해 수치화하였다.
- 풍동실험에서 자유표면 효과를 대칭면으로 근사하기 위해 설계흘수 면을 기준으로 대칭인 이중모형을 제작하였다. 선형의 body plan과 선수와 선미의 윤곽선은 Fig.
- 프로펠러 회전수를 8900「pm보다 조금씩 증가시키면서 계측을 수행한다면 예인수조 결과에 좀 더 근접한 유속 분포를 주는 회전수를 찾을 수 있겠지만, 회전수의 미세조정이 본 연구 결과에 그다지 영향을 미치지 않는다고 판단하여 프로펠러 회전수 890아 pm 에 대해 나머지 두 횡단면 (-0.3383, -0.52 st.)에서 유속 계측을 수행하였다.
- 13x106이다. 프로펠러가 회전하는 상태에 대한'유속 계측은 시험부 속도 12.9m/s 조건으로 프로펠러 후방 단면위치에서 수행하였으며, 프로펠러축을 중심으로 좌우 및 상하 방향으로 각각 12cm인 정사각형 영역에 대해서 1cm 간격으로 이동하면서 총 169개의 지점에서 유 속 을 계 측 하 였 다 . 유동 계측 결과를 표시하기 위하여 계측 위치는 모형선의 길이로, 계측 속도는 풍동 시험부 유속으로 각각 무차원화 하였다.
대상 데이터
- 5공 피토관 각 홀의 압력은 비닐튜브를 통하여 솔레노이드 밸브에 연결되어 마이크로 마노미터에 입력되는 순서에 따라측정된다. 본 실험에서는 Fig. 5에 보인 바와 같이 큰 입사각에서도 좋은 민감도를 나타내는 사각뿔대형 끝단의 피토관을 사용하였다(김우전 등 1997). 마이크로 마노미터는 피토관에서의 압력 차를 디지털방식으로 나타내는 장치로서 Furness 사의 FCO#을 사용하였다.
- 선미 후류의 평균 유속 분포를 계측하기 위해서 5공 피토관을 사용하였다. 나선 상태에 대한 유속계 측에서 시험부 속도는 15.
- 선체 후류의 3차원 평균유속을 계측하기 위해 5공 피토관을 사용하였다. 5공 피토관 각 홀의 압력은 비닐튜브를 통하여 솔레노이드 밸브에 연결되어 마이크로 마노미터에 입력되는 순서에 따라측정된다.
- 실험에 사용된 모형선은 KRISO에서 설계된 138K LNG(KRISO KLNG) 선형으로 목재를 사용하여 1/85의 축척비로 제작되었으며, 실선과 모형선의 대한 주요 제원을 Table 1 에 나타내었다.
- 교정은 yaw angle과 pitch angle 을 각각 -40°~+40° 범위에서 10° 간격으로 변화 시켜 수행하였고, 큰 각도 영역의 오차를 줄이기 위해 ±35°를 추가하였다. 총 계측 위치는 121개 (11x11)이고, 각 위치에서 50Hz의 Sampling rate 로 4초간 계측하여 200개의 데이터를 취득하여 처리하였다.# Kv 법에 사용된 피토관 교정 좌표계는 Fig.
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