$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

선체-부가물 영향을 고려한 비공동 수중추진기의 소음예측 연구
Study on noise prediction of non-cavitating underwater propeller with hull-appendages effect 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.38 no.3, 2019년, pp.247 - 255  

최지훈 (서울대학교 기계항공공학부) ,  설한신 (선박해양플랜트연구소) ,  박일룡 (동의대학교 조선해양공학과) ,  이수갑 (서울대학교 기계항공공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 대형화, 고속화되어가는 잠수함 추진기의 소음을 보다 정확하게 예측하기 위하여 선체-부가물-추진기의 상호작용이 묘사되는 유동 수치해석을 토대로 비공동 추진기 소음을 예측하였다. 추진기 방사 소음을 예측하기 위해 선체-부가물-추진기 전체영역에 대한 유동 정보를 전산유체역학 해석으로 얻은 뒤, FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings) 음향상사법을 적용하여 두께소음, 하중소음에 대한 소음을 수치적으로 예측하였다. 수치적 소음예측 결과는 모형시험을 통해 검증하였으며, 전체 소음 수준과 저주파 대역 소음예측에 있어 계측결과와 좋은 일치를 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, to predict the noise of a submarine propeller which is going to become bigger and faster, the non - cavitating propeller noise was predicted based on the numerical analysis which considering the interaction of the hull - appendages - propeller. In order to predict the radiated noise o...

주제어

표/그림 (13)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 개발 동향에 따른 고속 전진 조건(9 m/s)에서의 잠수함 추진기 방사소음 예측을 위해 선체-부가물-추진기를 모두 포함하는 영역에 대한 유동 수치해석을 수행하였다. 이를 토대로 대부분의 경우 잠수함에서 가장 지배적인 소음원인 비공동 날개통과주파수 소음을 수치적으로 예측 후 그 결과를 모형시험을 통해 검증하였다.
  • 본 연구에서는 선체-부가물의 비정상 유입류 효과를 고려할 수 있는 유동해석을 통해 고속 전진 조건의 잠수함 추진기에서 방사되는 비공동 날개통과 주파수 소음을 수치적으로 예측하고 모형시험을 통하여 검증하였다.
  • 선미에 위치하여 복잡한 유입류 하에서 작동하는 추진기 소음을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 선체-부가물의 효과가 고려되어야 한다. 이러한 선체부가물에 의한 후류가 수중 추진기 주 소음원인 추진기 표면 압력 변동에 미치는 영향을 정확히 고려하기 위하여 선체-부가물-추진기 전체영역에 대한 유동 수치해석을 수행하였다. 해석은 모형시험과 동일한 상황에 대하여 이루어졌다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비공동 상태의 추진기란 무엇인가? 이러한 깊은 심도에서 잠수함 추진기는 높은 정수압에 의해 공동이 발생하지 않는 비공동 상태에서 작동한다. 비공동 상태의 추진기는 일반적으로 저주파 대역에서 발생하는 불연속적인 톤 소음이 전체 소음수준을 결정하는 성분이다.[1]이러한 불연속적인 톤 소음은 날개통과주파수(Blade Passing Frequency, BPF)의 하모닉에서 발생하여, 날개통과주파수 소음이라 한다.
최근 잠수함 개발 동향의 특징은 무엇인가? 최근의 잠수함 개발 동향은 점차 대형화, 고속화되는 추세로, 그로 인한 추진기 소음 수준에 관한 관심이 증가하고 있다. 잠수함의 소음은 함정의 생존성 및 작전 수행능력과 직결되어 군사적으로 매우 중요하게 여겨져 왔다.
수중 추진기의 소음의 저소음화가 필요한 이유는 무엇인가? 함정의 여러 소음원 중 수중 추진기의 소음은 지배적인 소음 수준을 가질 뿐만 아니라, 추진기 날개의 개수 등 형상에 의한 독특한 음향학적 특성을 보이기 때문에 특히 더욱 중요하다. 하지만 기계류 소음원과 달리 소음원이 선체 외부에 위치하기 때문에 차폐가 불가능하여 소음원 자체의 저소음화가 필요하다. 이러한 추진기 소음에 관한 기술은 군사학적으로 매우 중요하여 여러 선진국에서는 많은 연구가 진행된 것으로 알려져 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. W. K. Blake, Mechanics of Flow-Induced Sound and Vibration, Volume 2: Complex Flow-Structure Interactions (Academic press, London, 2017) pp. 507-510. 

  2. H. Seol, J. C. Suh, and S. Lee, "Development of hybrid method for the prediction of underwater propeller noise," J. Sound and Vibration 288, 345-360 (2005). 

  3. F. Salvatore, C. Testa, and L. Greco, "Coupled hydrodynamics-hydroacoustics BEM modelling of marine propellers operating in a wakefield," Proc. SMP 9, 537-547 (2009). 

  4. H. Seol, "Time domain method for the prediction of pressure fluctuation induced by propeller sheet cavitation: Numerical simulations and experimental validation," Ocean Engineering 72, 287-296 (2013). 

  5. C. Testa, S. Ianniello, and F. Salvatore, "A Ffowcs Williams and Hawkings formulation for hydroacoustic analysis of propeller sheet cavitation," J. Sound and Vibration 413, 421-441 (2018). 

  6. T. Kim, J. Jeon, S. Chu, S. Kim, and W. Joo, "Numerical and experimental prediction methods of cavitation noise radiated by underwater propellers," Proc. Meetings on Acoustics. 28, 070004 (2016). 

  7. N. Groves, T. Huang, and M. Chang, "Geometric characteristics of DARPA Suboff models," DTRC/SHD-1298-01, David Taylor Research Center-Ship Hydromechanics Department, Department of the Navy Rep., 1989. 

  8. F. Di Felice, M. Felli, M. Liefvendahl, and U. Svennberg, "Numerical and experimental analysis of the wake behavior of a generic submarine propeller," First International Symposium on Marine Propulsors, 158-164 (2009). 

  9. H. Seol and S. -Yon. Kim, "Study on the analysis of model propeller tip vortex cavitation inception" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 37, 387-395 (2018). 

  10. J. Banks, A. Phillips, and S. Turnock, "Free surface CFD prediction of components of ship resistance for KCS," In: NuTTS '10: 13th Numerical Towing Tank Symposium, 1-6 (2010). 

  11. S. Keye and O. Brodersen, "Investigations of fluid-structure coupling and turbulence model effects on the DLR results of the fifth AIAA CFD drag prediction workshop," 31st AIAA Applied Aerodynamics Conference, 2509-2535 (2013). 

  12. J. H. Kim, J. E. Choi, B. J. Choi, S. H. Chung, and H. W. Seo, "Development of energy-saving devices for a full slow-speed ship through improving propulsion performance," International J. of Naval Architecture and Ocean Engineering 7.2, 390-398 (2015). 

  13. C. Y. Byeon, J. I. Kim, I. R. Park, and H. S. Seol, "Resistance and self-propulsion simulations for the DARPA Suboff submarine by using RANS method," J. of Korean Society for Computational Fulid Engineering, 23, 36-46 (2018). 

  14. M. J. Lighthill, "On sound generated aerodynamically I. General theory," Proc. R. Soc. Lond. A 211.1107, 564-587 (1952). 

  15. J. E. Ffowcs Williams and L. D. Hawkings, "Sound generation by turbulence and surfaces in arbitrary motion," Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 264.1151, 321-342 (1969). 

  16. K. S. Brentner and F. Farassat, "Modeling aerodynamically generated sound of helicopter rotors," Progress in Aerospace Sciences 39, 83-120 (2003). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로