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[국내논문] PIV를 이용한 단순물체 후류의 유동특성에 관한 연구
A Study on Flow Characteristics Behind the Bluff Body Using the PIV 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.35 no.1, 2011년, pp.89 - 95  

최상범 (목포해양대학교 기관시스템공학부) ,  조대환 (목포해양대학교 기관시스템공학부) ,  최주열 (목포해양대학교 기관시스템공학부)

초록
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이 연구에서는 대표적인 단순물체인 컨테이너선의 거주부를 모델링하여 모형선을 제작하였다. 그리고 거주부 측면에 디플렉터의 설치와 Sunken Deck의 개폐에 따른 거주부 후방의 배기가스 역류방지 효과를 회류수조에서 PIV 기법을 이용하여 계측하였다. 실험 장치는 고속카메라, 레이저, 이미지보드, 대용량컴퓨터로 구성된다. 거주부 후방에서 평균속도벡터와 축방향 속도를 구하여 그 결과를 서로 비교하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, We modeled the deck house of the container ship like the representative bluff body and made the model ship. By using the PIV technique, the exhaust gas anti-reflux effect of the deck house backward according to open and close of the Sunken Deck and installation of the deflector in dec...

주제어

#단순물체   #거주부   #디플렉터회류수조  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 실험은 소형 회류 수조에서 실시하였으며 거주부 후방의 유동을 PIV 기법을 이용하여 계측하였다. 거주부 측면에 디플렉터의 설치와 Sunken deck의 개폐에 따라 구주부 후방 유동특성의 변화와 부압영역의 형태를 관찰하고, 배기가스 역류방지 효과를 고찰하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 단순물체와 유사한 대형 컨테이너선의 거주부를 모사하여 컨테이너선의 후방에 배기가스가 역류하는 현상을 개선하고자 거주부 측면에 디플렉터의 설치와 Sunken deck의 개폐에 따라 구주부 후방의 배기가스 역류방지 효과를 PIV 기법을 이용하여 계측하였다. 그 결과는 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 대형 컨테이너선의 거주부 후방에 배기가스가 역류하는 현상을 개선하고자 8700TEU급 컨테이너선을 1/400로 축소한 단순모형을 제작하여 실험을 하였다. 실험은 소형 회류 수조에서 실시하였으며 거주부 후방의 유동을 PIV 기법을 이용하여 계측하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
거주부 형상은 대표적인 직사각형의 단순물체라 할 수 있는 이유는? 이러한 대형 컨테이너선은 여러 가지 이유로 다른 선종의 선박에 비해 거주구역의 배치가 선수 쪽으로 많이 이동하여 있다. 거주부 형상은 단순한 평면들로 구성되어 있기 때문에 대표적인 직사각형의 단순물체라 할 수 있다. 또한 컨테이너선의 특성상 갑판상부에 화물을 적재하므로 거주부의 높이가 비교적 높은 편이며 연돌의 위치도 거주부의 후방에 설치되게 된다.
본 실험에서 사용한 고체 트레이서 입자는 거름망을 이용하여 평균직경이 110μm정도의 추종성과 산란성이 우수한 백색의 PVC(Poly Vinyl Chiloride) 구형입자를 사용한 이유는? PIV계측에서 유동장을 가시화하고 해석하는데 있어 가장 중요한 부분을 차지하는 것이 입자의 선정이다. PIV는 유동장에 분포된 입자의 미소시간 간격 영상을 컴퓨터로 분석하여 속도벡터에 대한 데이터를 얻는 방법이므로 입자의 추종특성은 결과의 신뢰성에 매우 큰 영향을 미친다. 따라서 실험에서 사용한 고체 트레이서 입자는 거름망을 이용하여 평균직경이 110μm정도의 추종성과 산란성이 우수한 백색의 PVC(Poly Vinyl Chiloride) 구형입자를 사용하였다.
단순물체 주위의 유동의 특징은? 단순물체(Bluff body) 주위의 유동현상과 영향에 대한 관찰과 고찰은 실제 산업분야에서 발생되는 많은 공학적인 문제를 해결하는데 필요하다. 단순물체 주위의 유동은 비정상 유동이면서 복잡한 유동현상들이 혼재하여 나타난다. 따라서 단순물체 주위의 유동 현상을 규명하는 것은 공학적 측면에서 기본이 되는 것이며, 물체 주위에 발생하는 여러 가지 문제를 해결하고 이해하는데 필수적이다.
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참고문헌 (10)

  1. 임남균, 초경순, "초대형 컨테이너선의 거주구역 재배치에 대한 경제성 평가", 한국항만학회학회지, 제29권, 제6호, pp. 529-536, 2005. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. 박상민, 김종화, 차훈, 신현준, 설신수, "선박연돌 설계 기준에 대한 연구", 기술현대중공업, vol.28, no.2, 2008. 

  3. A. Okajima, "Strouhal Number of Rectangular Cylinders". Fluid Mech, vol. 123, pp. 379-398, 1982. 

    상세보기 crossref

  4. 이현, Multyvision PIV에 의한 단순물체 후류에서의 유동특성에 관한 연구, 한국해양대학교 석사학위논문, 2001. 

  5. D. S. Jang, Y. W. Lee, D. H. Doh, C. S. Kang, and T. Kobayashi, "Large eddy of flow arround a bluff body of vehicle shape", Proceedings of the 6th Asian Symposium on Visualization, pp. 335-340, 2001. 

  6. 장태현, 이명재, "수평원통관 내에서 원형 및 정사각 실린더의 후류에 관한 실험적 연구", 한국산업응용학회논문집, 제6권, 제3호, pp. 253-259, 2003. 

    원문보기 상세보기

  7. 김종화, 박상민, 차훈, 신현준, 설신수, "전산해석을 이용한 선박 연돌 배기가스 기류 해석", 대한조선학회 춘계학술대회 논문집, pp. 852-857, 2007. 

  8. 김승혁, 정왕조, 조원호, 강대열, "Funnel 설계 권고안", 대한조선학회 특별논문집, pp. 59-64, 2006. 

  9. C. J. Lee and D. H. Cho, "A study on velocity and pressure characteristics beehind a resistance body", Proceedings of the International Conference on Fluid and Thermal Energy Conversion Tongyeong, pp. 7-10, 2009. 

  10. 최상범, 조대환, 최주열, 이철희, "플랩을 갖는 디플렉터의 기류변화 특성에 관한 연구", 한국마린엔지니어링학회 춘계학술대회 논문집, pp. 443-444, 2010. 

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