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경사축 추진기 모형시험에서 추진기 소음과 캐비테이션 침식 상관관계 연구
Correlation study between propeller noise and cavitation erosion with inclined propeller model test 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.38 no.3, 2019년, pp.328 - 333  

설한신 (선박해양플랜트연구소) ,  백부근 (선박해양플랜트연구소)

초록
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본 논문은 선박 추진기의 캐비테이션 침식현상을 연구하기 위하여 추진기에서 발생하는 소음과 캐비테이션 격렬도의 연관성에 대하여 분석하였다. 캐비테이션 침식은 캐비테이션 붕괴의 빈도와 강도로 정의 할 수 있는 '캐비테이션 격렬도'와 밀접히 연관되어 있다. 캐비테이션 붕괴에 의해서 발생하는 압력파는 다양한 진폭과 지속시간의 연속적인 펄스의 형태로 나타나며 이를 캐비테이션 거동과 동조 분석하여 캐비테이션 붕괴에 따른 추진기 소음 연관성을 파악하였다. 이 기법을 경사축 추진기시험을 활용하여 추진기침식시험에 대한 정량적 평가방안을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, to investigate the cavitation erosion phenomenon on the ship propeller, the correlation between the propeller noise and the cavitation intensity was analyzed. Cavitation erosion is closely related to cavitation collapsing intensity, which can be defined as the frequency and intensity ...

주제어

#추진기 캐비테이션   #캐비테이션 침식   #침식시험   #캐비테이션 붕괴  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 모형시험 단계에서의 캐비테이션으로 인한 침식을 예측하기 위하여 소음분석기법 기반으로 하여 캐비테이션의 붕괴 격렬도를 정량적으로 분석할 수 있는 기법을 연구하였으며 이를 경사축 추진기 침식 모형시험에 적용하여 소음과 캐비테이션 붕괴 격렬도 상관관계에 대하여 분석하였다.
  • 본 연구는 추진기 캐비테이션 영상과 소음을 동기화하여 계측하여 캐비테이션 붕괴강도와 소음과의 상관관계를 분석하는 기법을 개발하였다. 개발한 기법을 경사축 추진기 모형시험에 적용하여 결과를 기존의 페인트 침식시험 기법과 비교하여 그 유효성을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선박 설계 및 모형시험 단계에서 추진기 캐비테이션 침식의 예측과 분석을 위해서는 무엇이 중요한가? [1] 이 기법은 경도가 높은 시편의 내침식특성을 파악하기 위한 시험에 많이 활용되나 발생하는 캐비테이션 및 거동이 선박 추진기 또는 타에서 발생하는 특성과는 상이하여 선박 설계단계에서 추진기 침식을 예측하기에는 적합하지 못하다. 선박 설계 및 모형시험 단계에서 추진기 캐비테이션 침식을 예측, 분석하기 위해서는 실선 추진기와 유사한 캐비테이션 발생을 재현하고 침식특성을 분석하는 것이 중요하다.[2]
ASTMG-32 기법이 선박 설계단계에서 추진기 침식을 예측하기에 적합하지 못한 이유는 무엇인가? 1과 같은 ASTMG-32 기법이 많이 활용되고 있는데 이 기법은 진동자의 끝에 시편을 부착한 후 20 kHz의 고정된 주파수로 가진하여 인위적으로 캐비테이션을 발생시켜 시편에 침식을 발생시키는 시험법이다.[1] 이 기법은 경도가 높은 시편의 내침식특성을 파악하기 위한 시험에 많이 활용되나 발생하는 캐비테이션 및 거동이 선박 추진기 또는 타에서 발생하는 특성과는 상이하여 선박 설계단계에서 추진기 침식을 예측하기에는 적합하지 못하다. 선박 설계 및 모형시험 단계에서 추진기 캐비테이션 침식을 예측, 분석하기 위해서는 실선 추진기와 유사한 캐비테이션 발생을 재현하고 침식특성을 분석하는 것이 중요하다.
ASTMG-32 기법은 무엇인가? 일반적으로 시편의 침식시험은 Fig. 1과 같은 ASTMG-32 기법이 많이 활용되고 있는데 이 기법은 진동자의 끝에 시편을 부착한 후 20 kHz의 고정된 주파수로 가진하여 인위적으로 캐비테이션을 발생시켜 시편에 침식을 발생시키는 시험법이다.[1] 이 기법은 경도가 높은 시편의 내침식특성을 파악하기 위한 시험에 많이 활용되나 발생하는 캐비테이션 및 거동이 선박 추진기 또는 타에서 발생하는 특성과는 상이하여 선박 설계단계에서 추진기 침식을 예측하기에는 적합하지 못하다.
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참고문헌 (6)

  1. K. H. Kim, G. Chahine, J. P. Franc, and Karimi, Advanced Experimental and Numerical Techniques for Cavitation Erosion Prediction, Fluid Mechanics and Its Applications (Springer, Dordrecht, 2014), pp. 21-25. 

  2. B. G. Paik, K. Y. Kim, K. S. Kim, T. S. Kim, K. R. Kim, Y. H. Jang, and S. U. Lee, "Development of new cavitation erosion test method for analyzing the durability of erosion resistance paint," J. SNAK. 47, 132-140 (2010). 

    원문보기 상세보기 crossref

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

  4. M. Dular and M. Petkovsek, "On the mechanism of cavitation erosion - Coupling high speed videos to damage patterns," Experimental Thermal and Fluid Science, 68, 359-370 (2015). 

    상세보기 crossref

  5. G. Bark and W. B. Berlekom, "Experimental investigations of cavitation dynamics and cavitation noise," 12th Symposium on Naval Hydrodynamics, Washington D.C. 470-493 (1978). 

  6. W. K. Blake, Mechanics of Flow-Induced Sound and Vibration volume II (Academic Press, London, 1986), pp. 460-469. 

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