Abstract
A numerical method in frequency domain for the analysis of the acoustic wave equation governing the sound field generated by a non-cavitating propeller under a steady of unsteady loading condition is developed. Theory shows that only multiples of the blade passage frequency exist and that the wave number consists of the frequency component due to the nonuniformity of the wake and the Doppler effect originated from the rotation of the blades. Correlation with experiments for a two bladed propeller, designed to be load-free at a particular advance speed, indicate that the thickness effect can be significant in steady case, but can be negligible compared to the unsteady loading effect.
캐비테이션이 발생하지 않는 프로펠러의 정상 및 비정상 하중에 의해 음장에 유기되는 소음을 지배하는 음파 방정식에 대한 주파수 영역에서의 수치 해석법을 정립하였다. 본 연구를 통하여 음압 스펙트럼에서 날개 통과 진동수 배수의 소음만이 발생한다는 것을 보였으며, 이때 적용되는 파수는 반류의 불균일성에 기인하는 조화성분과 프로펠러의 회전에 의해 발생되는 Doppler 효과가 고려되도록 표현되어야 함을 보였다. 특정 전진속도에서 하중이 없도록 설계된 날개수가 2인 모형 프로펠러에 대한 이론적 추정과 실험결과를 비교함으로써, 정상상태인 경우 날개 두께 효과가 매우 중요하나, 비정상상태에서는 날개하중의 변화에 의한 소음의 영향이 커서 정상상태에 비하여 두께효과가 비교적 적게 기여함을 알 수 있었다.
