초록 ▼

최근 개발되고 있는 여러 종류의 초고속선에는 Waterijet 추진장치가 사용되고 있는 경우가 많다. 차세대 해상 운송시스템 구축을 위한 핵심기술의 확보를 위해 당 연구센터에서는 Waterjet 추진장치 개발 연구를 수행하고 있다. 본 논문에서는 Waterjet 추진장치의 설계, 추진성능 추정 및 향상을 위해 모형설계, 제작 및 성능시험을 수행하였다. 플러쉬형 Inlet과 Axial flow형 펌프를 갖는 모형 Waterjet의 실험법 및 성능해석법을 정립하였다. Waterjet을 쌍동선에 장착하였으며, 당 연구센터의 예인 수조에서

최근 개발되고 있는 여러 종류의 초고속선에는 Waterijet 추진장치가 사용되고 있는 경우가 많다. 차세대 해상 운송시스템 구축을 위한 핵심기술의 확보를 위해 당 연구센터에서는 Waterjet 추진장치 개발 연구를 수행하고 있다. 본 논문에서는 Waterjet 추진장치의 설계, 추진성능 추정 및 향상을 위해 모형설계, 제작 및 성능시험을 수행하였다. 플러쉬형 Inlet과 Axial flow형 펌프를 갖는 모형 Waterjet의 실험법 및 성능해석법을 정립하였다. Waterjet을 쌍동선에 장착하였으며, 당 연구센터의 예인 수조에서 국내 최초로 초고속선의 자항시험 수행에 성공하였다. 따라서 Waterket과 선체 사이의 상호작용과 선속, 추력, 마력 및 임펠러 회전수 등의 상관관계를 정립하였으며 Waterket 추진장치의 특성해석 및 설계자료로 활용토록 하였다.

목차 Contents

• 제1장 서론...29
• 제2장 Pod형 Waterjet추진장치 모형시험...31
• 2.1 서언...31
• 2.2 모형 Waterjet추진장치 초기설계...32
• 2.3 모형 Waterjet 추진장치 단독특성시험...35
• 2.3.1 단독특성 시험장치 구성...35
• 2.3.2 Waterjet모형시험 방법...36
• 2.4 Waterjet 추진장치의 모형시험 해석 결과...37
• 2.5 결언...40
• 제3장 패널법에 의한 성능수치 해석...63
• 3.1 서언...63
• 3.2 경계치 문제의 정식화...63
• 3.2.1 기본가정...63
• 3.2.2 기준 좌표계...64
• 3.2.3 지배방정식 및 경계조건...65
• 3.3 적분방정식...66
• 3.4 패널법에 의한 수치해석...67
• 3.4.1 임펠러와 고정날개, 덕트의 이산화...67
• 3.4.2 임펠러와 고정날개 후연반류의 이산화...69
• 3.4.3 수치해석...70
• 3.4.4 적분방정식의 이산화...70
• 3.5 예제 계산...71
• 3.5.1 송풍기...71
• 3.5.2 물 분사 추진기...72
• 3.6 결언...73
• 제4장 Waterjet 덕트내부 점성유동 수치해석...89
• 4.1 서언...89
• 4.2 수치해석 방법...89
• 4.2.1 지배방정식...89
• 4.2.2 좌표 변환...90
• 4.2.3 난류 모형...93
• 4.2.4 수치해석 방법 및 경계조건...95
• 4.3 수치해석결과 및 고찰...96
• 4.4 결언...98
• 제5장 사류 및 축류 펌프의 설계 및 성능해석 프로그램 개발...112
• 5.1 서언...112
• 5.2 축류형 펌프의 성능 예측...113
• 5.2.1 일렬속도 삼각형...113
• 5.2.2 양력계수의 계산...113
• 5.2.3 손실 및 성능해석...114
• 5.2.3.1 익렬형상 손실...114
• 5.2.3.2 2차 유동 손실...114
• 5.2.3.3 벽면 손실...115
• 5.2.3.4 끝 간격 손실...115
• 5.2.3.5 총압력 손실과 성능해석...115
• 5.3 사류형 펌프의 성능예측...116
• 5.3.1 익렬속도 삼각형과 자오면...117
• 5.3.2 임펠러 출구의 유동각 계산...117
• 5.3.3 평균벡터의 정의...117
• 5.3.4 총압력 손실과 성능해석...118
• 5.4 성능해석 예...118
• 5.5 결언...119
• 제6장 시험선 Waterjet성능시험 장치...134
• 6.1 서언...134
• 6.1 임펠러의 추력 및 토오크 계측...136
• 6.3 펌프성능 계측...139
• 6.4 노즐 분사속도 계측...140
• 6.5 결언...142
• 제7장 고속기관시스템의 운전지능화 기술개발...157
• 7.1 서언...157
• 7.2 디젤기관의 모델링과 속도제어시스템...159
• 7.2.1 연소계통...160
• 7.2.2 회전계통...161
• 7.2.3 디젤기관의 속도제어시스템 구성...162
• 7.3 PID에 의한 속도제어 시스템...163
• 7.3.1 PID제어기의 설계...163
• 7.3.2 직관제어기의 설계...165
• 7.3.3 수치계산 및 시뮬레이션...167
• 7.3.4 검토와 고찰...170
• 7.4 규범 모델 추종방식에 의한 속도제어시스템...173
• 7.4.1 LQ 최적제어기 설계...173
• 7.4.2 유한시간 정정제어 및 보조제어기 설계...175
• 7.4.3 적응속도 제어시스템의 구성...179
• 7.4.4 적응속도 제어시스템의 특성...180
• 7.4.5 적응속도 제어기의 설계...180
• 7.4.6 수치계산 및 시뮬레이션...183
• 7.4.7 검토와 고찰...186
• 7.5 제어기의 하드웨어 구현...191
• 7.5.1 80C196KC CPU의 특징...191
• 7.5.2 Main Card의 구성...192
• 7.6 결언...194
• 제8장 결론...235
• 참고문헌...237