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Semi-spade 타의 간극 캐비테이션에 대한 실험적 연구
Experimental Investigation on the Gap Cavitation of Semi-spade Rudder

백부근   (한국해양연구원 해양시스템안전연구소CC0186912  ); 김경열   (한국해양연구원 해양시스템안전연구소CC0186912  ); 안종우   (한국해양연구원 해양시스템안전연구소CC0186912  ); 김용수   (대우조선해양㈜선박해양기술연구소 유체 R&D팀CC0126105  ); 김성표   (대우조선해양㈜선박해양기술연구소 유체 R&D팀CC0126105  ); 박제준   (대우조선해양㈜선박해양기술연구소 유체 R&D팀CC0126105  );
  • 초록

    The horn and movable parts around the gap of the conventional semi-spade rudder are visualized by high speed CCD camera with the frame rate of 4000 fps (frame per second) to study the unsteady cavity pattern on the rudder surface and gap. In addition, the pressure measurements are conducted on the rudder surface and inside the gap to find out the characteristics of the flow behavior. The rudder without propeller wake is tested at the range of $1.0{\leq}{\sigma}_v\;1.6$ and at the rudder deflection angle of $-8{\leq}{\theta}{\leq}10^{\circ}$ . The time resolved cavity images are captured and show strong cavitation around the rudder gap in all deflection angles. As the deflection angle gets larger, the flow separated from the horn surface increases the strength of cavitation. The accelerated flow along the horn decreases its pressure and the separated flow from the horn increases the pressure abruptly. The pressure distribution inside the gap reveals the flow moving from the pressure to suction side. In the negative deflection angle, the turning area on the movable part initiates the flow separation and cavitation on it.


  • 주제어

    semi-spade 타 .   간극 캐비테이션 .   고속카메라 .   고정부 .   가동부 .   압력측정.  

  • 참고문헌 (7)

    1. 공도성, 한재문, 유재문, 2002, '선미후류에서 작동하는 혼타의 압력분포에 관한 연구,' 대한조선학회논문집, 제 39권, 제 2호, pp.1-10 
    2. 김연규, 김선영, 김성표, 이석원, 2004, '타의 종류에 따른 컨테이너선의 조종성능 특성 연구,' 대한조선학회 논문집, 제 41권, 제 5호, pp.28-33     
    3. Kracht, A.M., 1992, 'Ship-Propeller-Rudder Interaction,' Proceedings, 2nd International Symposium on Propeller and Cavitation, Hangchou, China 
    4. Li, D-Q., 1994, 'Investigation on Propeller-Rudder Interaction by Numerical Methods,' Ph.D. Dissertation, Chalmers Univ. of Technology, Sweden 
    5. Molland, A.F. and Turnock, S.R., 1992, 'Wind Tunnel Investigation of the Influence of Propeller Loading on Ship Rudder Performace.' The Royal Institution of Naval Architects, London 
    6. Stierman, E.J., 1989, 'The Influence of the Rudder on the Propulsive Performance of Ships-Part 1,' International Shipbuilding Progress, Vol. 36, pp. 407 
    7. Shen, Y.T., Jiang, C.W. and Remmers, K.D., 1997, 'A Twisted Rudder for Reduced Cavitation,' J. of Ship Research, Vol. 41, No. 41, pp. 260-272 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (8)

    1. Kim, Sung-Pyo ; Park, Jae-Jun ; Kim, Yong-Soo ; Jang, Young-Hun ; Choi, Young-Bok ; Paik, Bu-Geun 2006. "An Experimental Research on Gap Cavitation Erosion of Semi-spade Rudder" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 43(5): 578~585     
    2. Choi, J.E. ; Kim, J.H. 2008. "FLOW CHARACTERISTICS AROUND A RUDDER IN OPEN LATER CONDITION" 한국전산유체공학회지 = Journal of computational fluids engineering, 13(1): 14~20     
    3. Paik, Bu-Geun ; Kim, Kyung-Youl ; Ahn, Jong-Woo ; Park, Sun-Ho ; Heo, Jae-Kyung ; Yu, Byeong-Seok 2008. "Cavitation Observation and Visualization of the Gap Flows on a Rudder Influenced by Propeller Slipstream and Hull Wakes" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 45(3): 238~246     
    4. Seo, Dae-Won ; Lee, Seung-Hee ; Kim, Hyo-Chul ; Oh, Jung-Keun 2010. "A Numerical Study on the Influence of the Horizontal Gap upon the Cavitation Behavior of a Horn Type Rudder" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 47(2): 113~121     
    5. Lee, Chang-Min ; Oh, Jung-Keun ; Rhee, Shin-Hyung 2010. "Two-dimensional Model Tests for Rudder Gap Cavitation and Suppression Devices" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 47(2): 122~131     
    6. Choi, Jung-Eun ; Kim, Jung-Hun ; Lee, Hong-Gi ; Park, Dong-Woo 2010. "Hydrodynamic Characteristics and Speed Performance of a Full Spade and a Twisted Rudder" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 47(2): 163~177     
    7. Pak, Kyung-Ryeong ; Lee, Young-Gill 2010. "A Study on the Rudder Shapes for the Suppression of Cavitation around a Horn-type Rudder" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 47(4): 553~564     
    8. Paik, Bu-Geun ; Kim, Ki-Sup ; Kim, Kyung-Youl ; Kim, Gun-Do ; Park, Young-Ha 2011. "PIV Measurements of Rudder Inflow Induced by Propeller Revolution in Hull Wake" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 48(2): 128~133     

 저자의 다른 논문

  • 백부근 (14)

    1. 2005 "자유표면과 수심깊이가 회전하는 프로펠러 주위 유동에 미치는 영향에 대한 PIV 해석" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 42 (5): 427~434    
    2. 2005 "캐비테이션 터널에서 PIV를 이용한 프로펠러 후류 보오텍스 유동계측 및 거동해석" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 42 (6): 619~630    
    3. 2006 "혼-타의 간극 캐비테이션 침식 저감을 위한 실험적 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 43 (5): 578~585    
    4. 2007 "유비쿼터스 기술의 선박 적용 분야 개발 및 기초 특성 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 44 (6): 657~665    
    5. 2007 "PIV 기법을 이용한 프로펠러 후류의 3차원 유동 특성 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 44 (3): 219~227    
    6. 2008 "재현된 반류의 영향을 받는 프로펠러 후류 내 불안정한 날개끝 보오텍스 구조에 대한 정량적 가시화" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 45 (6): 620~630    
    7. 2008 "프로펠러 및 선미반류에 의해 영향을 받는 혼-타의 캐비테이션 관찰 및 간극 유동에 대한 가시화 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 45 (3): 238~246    
    8. 2008 "무선센서통신망과 전력선 통신망의 선내 및 실험실 실험결과 비교" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 45 (3): 329~336    
    9. 2009 "복합재료 유연 프로펠러의 제작 및 성능 평가" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 46 (6): 667~674    
    10. 2009 "RFID 기반 실선 물품관리 시스템" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 46 (2): 171~178    
  • 김경열 (13)

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