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Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Among the techniques of reducing the drag to increase the speed of underwater moving bodies, we studied on the drag reduction method by gas injection. Researches on gas injection method have been paid much attention to reduce the drag of vessels or pipe inner walls. In this study, we used a sintered...

주제어

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문제 정의

  • 기존의 연구는 선박에 적용하기 위한 평판이나 파이프라인의 내벽에 관한 연구가 주였으며, 본 연구는 SWATH(Small Waterplane Area Twin Hull) 형태 수상선의 수중체와 어뢰, UUV(Unmanned Underwater Vehicle)와 같은 3차원 원통형 형상의 수중체 외부에 소결메쉬를 적용하여 저항 감소를 연구한 것이다.
  • 본 연구에서는 기포를 발생할 수 있는 소결메쉬를 이용하여 원통형 기포 발생 장치를 제작하고, 공기 공급 및 유량 조절 장치 등의 시험 장치를 구성하여, KRISO(Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering) 중형 캐비테이션 터널을 이용하여 공기 분사 유량에 따른 저항 감소 특성을 연구하였다.
  • 유속을 8 m/s로 고정하고 후부 제트 분사 상태에서 선수부 분사에 따른 저항 감소 영향을 살펴보았다. 후부 제트 분사 상태에서 기포 분사 장치의 분사량에 따른 저항 감소 영향을 알아보기 위한 것이다. 분사 유량에 따른 관측 결과는 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
마찰항력을 줄이는 기법 중 수동적 마찰 저항 감소 방법은 무엇이 있는가? 마찰항력을 줄이는 기법은 추가적인 에너지 소모가 없는 수동적인 방법과 유동을 인위적으로 변화시켜 저항을 감소시키는 능동적인 방법이 있다. 수동적 마찰저항 감소 방법은 표면의 층류를 최대한 유지하는 것으로 리블렛구조, 거칠기 감소에 의한 방법 등이 있고, 능동적인 방법은 진동하는 벽의 설치, 폴리머의 분사, 가스 또는 기포의 흡입 또는 분사 등의 방법이 연구되고 있다.
수중운동체의 운용성능 향상을 위해 필수적으로 요구되는 것은 무엇인가? 수중에서 주행하는 수중운동체의 운용성능 향상을 위해서는 마찰항력을 줄이는 것이 필수적으로 요구된다. 마찰항력을 줄이는 기법은 추가적인 에너지 소모가 없는 수동적인 방법과 유동을 인위적으로 변화시켜 저항을 감소시키는 능동적인 방법이 있다.
마찰항력을 줄이는 기법은 무엇이 있는가? 수중에서 주행하는 수중운동체의 운용성능 향상을 위해서는 마찰항력을 줄이는 것이 필수적으로 요구된다. 마찰항력을 줄이는 기법은 추가적인 에너지 소모가 없는 수동적인 방법과 유동을 인위적으로 변화시켜 저항을 감소시키는 능동적인 방법이 있다. 수동적 마찰저항 감소 방법은 표면의 층류를 최대한 유지하는 것으로 리블렛구조, 거칠기 감소에 의한 방법 등이 있고, 능동적인 방법은 진동하는 벽의 설치, 폴리머의 분사, 가스 또는 기포의 흡입 또는 분사 등의 방법이 연구되고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. Yuichi Murai, "Frictional Drag Reduction by Bubble Injection," Exp Fluids 55:1773, 2014. 

  2. Ceccio S. L., "Friction Drag Reduction of External Flows with Bubble and Gas Injection," Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 42, pp. 183-203. 2010. 

  3. McCormick M, Bhattacharyya R, "Drag Reduction of a Submersible Hull by Electrolysis," Nav Eng J 85:11-16, 1975. 

  4. Marie JL "A Simple Analytical Formulation for Microbubble Drag Reduction," J Physico Chem Hydrodyn 13:213-220, 1987. 

  5. Madavan NK, Deutsch S, Merkle CL, "Measurements of Local Skin Friction in Microbubble-Modified Turbulent Boundary Layer," J Fluid Mech 156:237-256, 1985. 

  6. Merkle CL, Deutsch S, "Microbubble Drag Reduction in Liquid Turbulent Boundary Layers," ASME Appl Mech Rev 45:103-127, 1992. 

  7. Kato H, Iwashina T, Miyanaga M, Yamaguchi H, "Effect of Microbubbles on the Structure of Turbulence in a Turbulent Boundary Layer," J Mar Sci Technol 4:115-162, 1999. 

  8. Hassan Y. A. & Gutierrez-Torres C. C., "Investigation of Drag Reduction Mechanism by Microbubble Injection within a Channel Boundary Layer Using Particle Tracking Velocimetry," Nuclear Engineering and Technology, Vol. 38, pp. 763-778, 2006. 

  9. Paik, B. G., Yim, G. T., Kim, K. Y. & Kim, K. S., "The Effects of Microbubbles on Skin Friction in a Turbulent Boundary Layer Flow," International Journal of Multipahase Flow, 80, pp. 164-175, 2016. 

  10. Paik, B. G., Jung, C. M., Kim, S. B. & Kwon, L. U., "The Primary Report on Water Channel Tests of a Device Using Multi-Phase Flow," ADDR-413-160497, 2016. 

  11. Frank M. White, "Fluid Mechanics," McGraw-Hill, 5th Edition, 2003. 

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