• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.30-34
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• 2005

고속 선박을 추진하는 한 방법으로 널리 사용되는 물분사 추진은 물을 내부 덕트로 빨아들여 임펠러로 물을 가속시켜 노즐을 통해 분사시킴으로써 입출구의 운동량차이에 의해 추력을 얻는 추진장치이다. 선박의 목적에 따라 사용되는 다양한 형태의 물분사 추진기의 개발을 위하여 모형실험을 통하여 그 성능을 검증하는 부분에서 로터의 피치각 변화에 따른 추진기의 성능 실험을 하는 것은 많은 비용과 시간이 따른다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 추진기 내부의 유동장을 4가지 피치각에 따라 추진력을 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 로터의 회전을 고려하여 슬라이딩 다중 격자기법을 적용하였고 추력계수, 토크계수, 그리고 모멘텀을 해석 결과와 비교 분석을 통하여 추진기의 성능과 효율을 추정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.545-551
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• 2020

이 연구는 함정 건조 중 국외도입된 물분사 추진기 임펠러 전체에 표면 점식이 확인되어 이에 대한 원인규명을 위하여 수행하였다. 물분사 추진기 임펠러의 재질은 듀플렉스 2205로 일반적인 스테인리스강인 316l 및 317L보다 부식 및 공식에 대한 저항성이 우수하며 높은 기계적 강도를 가지고 있어 각종 해양 구조물 및 해수 담수화 설비에 사용되는 재질이다. 물분사 추진기 임펠러에 표면 점식에 대한 원인분석을 위해 주사전자현미경 관찰 및 분자생태학적 분석 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫 번째로 주사전자현미경을 통하여 표면 점식이 일어난 부위에서 "S" 성분을 발견할 수 있었고, 두 번째로 분자생태학적 연구결과 부식된 물분사 추진기 임펠러에서 채취한 샘플에 "dsrAB" 유전자가 검출되어, 임펠러 부식은 황산염 환원균에 의한 것으로 판단할 수 있었다. 향후 황산염 환원균에 의한 제품의 손상을 방지하기 위해선 함정 운항 전, 후에 황산염 환원균이 활동하기 어려운 환경인 65℃ 이상의 고온처리 실시, pH5이하 또는 pH9이상 유지, 선체와 추진기의 절연을 통한 과잉전자 생성 방지 등 예방적 관리가 필요하다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2002년도 추계공동학술대회논문집
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• pp.139-145
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• 2002

수로에서의 선박통항으로 인해 주변환경 렌 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위하여 선박의 추진기로 인한 흐름을 다루었다. 제한수로에서의 수치모델은 Shield's diagram과 추진기의 운동량 이론을 사용하여 개발하였다. 프로펠러에 의한 추진기방정식은 분사를 정의하는 가장 정확한 수단으로 분사계수와 분사유속을 기초로 하여 수립하였다 추진기분사에 대해 접근한 방법은 적용 선박의 출력에 기초하였으며, 추진기 분사방정식의 주요함수에는 추진력, 프로펠러 직경, 그리고 선박의 속도를 도입하였다. 또한, 수로의 수심과 선박의 홀수도 초기이동한계입경의 계산에 필요하다. 추진기로부터 분사된 유속의 분포는 Gaussian 정규분포함수로 나타내었다 저면마찰속도와 진단응력은 Sternberg 공식으로부터 유도되었으며, 아울러 선박 추진기로 인해 수로저면에서 표사이동에 현저한 영향을 미치는 경우를 사례연구를 통해서 나타내었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2017년도 공동학술발표회
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• pp.89-89
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• 2017

해양경찰 소형 경비정에 주로 장착되었던 물분사(water jet type) propeller가 중대형 경비함으로 점차 확대되고 있으며, 축 형식은 2~4축, 유동을 제어하는 bucket 유형도 DRB, CSU(SRB) 방식으로 나뉘어져 있다. 그러나, W/Jet 추진기 고유의 운동 특성이 반영된 조함법의 연구가 부족한 편이다. 여기서는 함정에 장착된 W/Jet 유형별 SHS를 통하여 직접 구현해 보고, SHS 구현이 현실적으로 어려운 함정은 해양경찰 함정장들의 면담을 통하여 습득한 것을 이론적으로 구현 제시하여, 함정 조함시 지식적인 인적오류를 최소화하여 W/jet 추진기가 장착된 함정 승조원의 조함 능력 향상 및 안전운항에 기여하고자 한다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.68-72
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• 2000

In the present paper, the numerical calculations for the viscous duct flow of water jet propulsion systems ship are carried out. The governing equation, incompressible Navier-Stokes equation, is discretized and analysed by a Method with the stcandard turbulence modeling. For the calculations the duct flow which h e intake flows disturbed by the ship, the results dcuhted by the potenti used Numerical results show fairly good agreement with the experimental data

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.240-243
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• 2001

괘도차량에 부착된 물분사추진기의 유동해석을 실험과 포텐셜해석 그리고 점성해석을 사용하여 그 결과를 비교하였다. 예인수조에서 여러 차량 전진속도에 대해서 임펠러 회전수를 조정하여 제트속도를 변화시키면서 덕트표면에서의 정압을 계측하였다. 이는 제트시스템의 효율을 추정하기 위함이고 관로를 통한 에너지분포를 알 수 있다. 점성유동해석을 위해 지배방정식은 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법을 사용하여 이산화하고 해석하였으며 난류영향은 표준 ĸ-$\varepsilon$난류모형을 사용하여 유동을 해석하고 실험결과 및 포텐셜 해석결과와 비교하였다.

• 선박안전
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• 제17권
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• pp.24-43
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• 2005

최근 우리나라 어선어업은 한중일 어업협정, 연안 어업자원 감소 및 연안오염 등 사회적, 환경적 변화가 급변하고 있어 이들을 고려한 어선 선형개발이 필요로 한다. 현재 우리나라의 어선 중 연안지역에서 조업하는 5톤 미만의 소형어선은 전체 어선 중 $65\%$ 이상으로 구성되어 있으나 선박의 크기가 작고 부가가치가 낮은 관계로 지금까지 전문적인 연구는 거의 없었던 것이 현실이다. 한편, 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해하는 연안어선들의 해양사고 발생율은 전체사고의 $69.6\%$로 매년 증가하고 있는 추세이다. 전체 어선 안전사고 중 부유폐어망, 로프 등이 추진기에 감긴 사고는 전체 사고의 $10.4\%$로 매년 증가하고 있다. 이에, 추진기 손상에 의한 어선 사고와 연관하여 추진기를 보호하기 위한 장치로서 물분사 추진기(Water-Jet), 펌프제트(Pump-Jet)장치들이 있으나 이들은 고가 수입품으로서 영세한 어민들의 소형어선에 장착하기에는 한계가 있어, 본 연구에서는 폐그물, 로프 등 해상 부유물에 의한 추진기 손상이 발생되지 않는 프로펠러 보호터널 부착 추진장치를 개발을 목적으로 한다. 프로펠러 부착 추진장치는 기존 선미를 수정하여 추진기를 선체 안쪽으로 배치하며 돌출되는 부분은 덕트로 보호하고 있으며 이러한 추진기는 워터제트 추진기와는 달리 가격이 싸고 그물이나 부유물에 걸리지 않고 고장 시 신속한 대응이 쉬워 소형 연안어선에 적합할 뿐만 아니라 그물, 부유물, 갯벌이 많은 국내의 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해 시 매우 유용할 것으로 판단된다. 본 연구는 `프로펠러 보호터널 부착 연안어선의 선형개발`을 최종목표로 수행하였으며, 연구개발 내용은 기존 소형 연안어선의 분류 및 특성 조사 연구, 프로펠러 보호터널형 선미 선형 개발, 기존 선형 및 보호터널형 선형의 모형시험, 개발선의 구조강도 특성, 프로펠러 설계 및 단독시험, 보호터널 부착 추진기의 효율 검증 및 개발 대상 어선의 조선공학적 제 계산, 설계도작성 등을 실시하였다. 주요 요소 기술로서는 프로펠러 보호터널 부착 선형의 모형시험을 통하여 선미선형을 개발하며 FRP판부재의 구조강도 특성을 분석하고 그 결과를 활용하여 4톤급 연안어선의 시제선을 건조하고 시운전을 통하여 주요성능을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.299-302
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• 2011

고체추진기관의 초음속 제트 속에서는 다양한 소음들이 발생된다. 본 연구에서는 로켓 모타의 배기가스에 물을 분사하고, 디퓨져 및 스택을 설치하여 초음속 제트에서 발생되는 소음을 억제할 수 있는 장치를 설계 및 제작하는 기술을 확보하는데 있다. 물분사 소음디퓨저를 연소시험용 로켓 모타에 적용하여 약 20dB의 소음저감효과를 얻었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.31-41
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• 1997

본 논문에서는 물분사추진기의 성능해석을 위하여 포텐셜을 기저로 한 패널법을 정립하였다. 문제를 수치적으로 표현하기 위하여 임펠러와 고정날개의 날개표면, 그리고 허브와 덕트표변에 법선 다이폴과 쏘오스를 분포하였으며 임펠러와 고정날개에서 방출되는 후연반류면에는 법선다이폴을 분포하였다. 경계면 닫힘조건을 만족하기 위하여 덕트의 입구면과 출구면에는 다이폴과 쏘오스를 분포하였으며, 운동학적 경계조건을 만족하기 위하여 경계면에서의 법선방향의 속도가 영이라는 비침투 조건을 사용하였다. 입구면에서의 전유량이 주어지면 연속방정식을 만족하도록 출구면에서의 쏘오스의 세기가 결정된다. 물체표면을 사각형외 패널로 이산화 하였으며, 적분방정식에 경계조건을 적용함으로써 주어진 형상에 대하여 유일한 해를 구할 수 있다. 체계적인 수치시험을 통하여 본 연구에서 개발한 수치해석방법이 안정적임을 확인하였고 프로그램의 검증을 위하여 물분사 추진기와 유사한 축류송풍기의 형상에 대하여 수치검증을 하였다. 또한, 실제적인 적용을 위하여 선박해양공학센터(KRISO)에서 실험한 물분사추진장치의 실험결과와 비교, 도시 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.178-187
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• 2010

The performance of the waterjet system of a patrol boat has been experimentally studied. A waterjet propulsion system has many advantages comparing with a conventional screw propeller especially for high speed craft because of its good cavitation performance. This paper describes experimental procedure and analysis method of self-propulsion tests with a 1/12-scale model. Experimental results were analyzed according to ITTC 96 standard method. The full-scale effective power and delivered power of the ship were also analyzed and the full-scale speed predicted from the model test compares reasonably with the measured full-scale results of the sea trial.