• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.310-315
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• 2017

최근 건조되는 선박은 연료소비량을 절감하고 안락한 운항을 위해서 고효율 프로펠러를 부착하고 있다. 이와 같이 고효율 프로펠러가 탑재됨에 따라 이전의 프로펠러 특성을 고려한 프로펠러 감쇠방법을 이용하여 해당 축계의 비틀림진동 해석을 할 경우에는 해석 오차가 많이 발생되고 있다. 이러한 오차는 고효율 프로펠러의 개발이 지속됨에 따라 더욱 커질 것으로 예상된다. 본 논문에서는 비틀림진동 해석에 적용되고 있는 각종 프로펠러 감쇠 적용방법들에 따른 해석 편차를 검토하였다. 또한 고효율 직결식 10MW급 프로펠러를 적용한 선박들을 대상으로 프로펠러 감쇠 적용방법에 따른 해석치와 계측 결과를 비교 검토하여 현 시점에서 사용상 적절한 프로펠러 감쇠방법을 제시하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.50-59
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• 1997

선박의 시운전 수행 이전에 엔진 및 프로펠러의 작동상태를 체크하기 위하여 때때로 안벽계류 중에서 주기 및 발전기의 성능시험을 수행하는 데, 이때 주기관을 100% 작동시키는 것은 계류용 로프 및 안벽 비트의 강도 문제등의 여러가지 위험 부담을 갖게 된다. 본 연구는 이러한 시험에 대한 안전성 검토를 위해 필요한 프로펠러의 추력의 추정을 목적으로 하고 있다. 대상선은 최근에 건조한 대형 컨테이너선이며, 실선시험은 안벽계류 상태에서 수행되었기 때문에 프로펠러는 수면위로 노출되어 있는 상태에서 작동되었다. 이러한 낮은 프로펠러 축 몰수 수심에서 작동하는 안벽계류 상태에서의 프로펠러의 특성을 조사하기 위해 모형시험을 수행하였으며, 이들 시험결과로부터 안벽계류 시험중의 프로펠러의 추력에 관한 약산식이 도출되었다. 그 결과 프로펠러의 특성은 축 수심에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있으며, 특히 축 수심이 작아 프로펠러가 수면위에 노출되어 있는 경우에는, 같은 축 수성에서도 프로펠러 회전수에 지배되는 특성이 파악되었다. 한편 심수 중에서 작동하는 프로펠러에 대해서도 추력에 대한 추정식을 도출하여 실선 시험 담당자가 사용하기 쉽게 하였으며, bollard pull에서의 FPSO(Floating Production Storage and Offloading tanker based system) 의 프로펠러의 추력 계측값과 비교 검토 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.25-27
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• 2014

황천 운항 중인 선박은 파도에 의한 과도한 운동과 그로 인한 슬래밍, 프로펠러노출, 갑판침수와 같은 현상으로 구조, 화물, 인명에 위험을 초래할 수 있다. 이 때문에 황천 시 선박은 안전 운항을 위하여 속도와 코스를 신중히 결정할 필요가 있다. 선박 운동 모니터링 시스템은 해상환경이 선박에 미치는 다양한 위험 상황을 사전에 예측하고 피할 수 있도록 의사 결정을 지원하며, 현재 선박의 운동상태와 구조적 안정성을 지속적으로 모니터링 함으로써 선박, 선원, 화물의 안전을 지원할 수 있도록 개발되었다. 본 시스템은 주파수 영역에서 New strip 방법에 기초하여 운동 응답과 수직 굽힘 모멘트를 계산하며, 슬래밍, 프로펠러노출, 갑판침수를 예측한다. 또한 선박 운동과 선체구조응력을 실시간으로 모니터링하여 과도한 선체운동이나 선체구조피로 등의 위험 상황을 표시하고 선원의 작업성과 승선감의 지표인 MII (Motion induced interruption), MSI (Motion sickness incidence)를 제공한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.162-163
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• 2021

그래핀수지로 기존에 황동(Ni-Al-Bronze) 프로펠러 대체 가능 제품의로 고가의 황동을 그래핀수지 특히 재생 플라스틱 활용으로 저가로 공급 가능하다. 또한, 재활용이 가능한 친환경 프로펠러임, 가벼운 소재를 이용하여 연료 효율 증대, 연료 효율을 향상시켜 연안해운 저탄소 실현, 마찰저항을 최소화하여 선박의 추진성능 개선, 해양생물 부착 방지(방오기능)를 통한 프로펠러 수명연장 기대, 프로펠러 검사 및보수 유지비용 절약 기대, 향후 폐기물에 그래핀을 혼합한 재생 자재로 활용 가능이 크다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.264-272
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• 2011

도크 내 공정을 마치고 진수된 선박은 안벽에 계류된 상태로 주기관 등의 시험 검사를 수행하게 된다. 주기관 시험을 수행할 경우 선박은 안벽에 고정된 상태에서 수면 위로 날개가 노출된 프로펠러를 회전시켜야 하므로, 이때 발생하는 추력과 토오크를 예상하여 안전상 문제가 없도록 시험 조건 선정 및 설치를 수행하여야 한다. 날개가 수면위로 노출된 프로펠러는 회전수 및 축 잠김 깊이에 따라 수면 노출 및 공기 유입 등의 영향으로 추력 및 토오크 감소율이 변화하게 된다. 본 논문에서는 당사 실적 선박 프로펠러에 대해 모형 시험과 수치 해석을 통하여 회전수 및 축 잠김 깊이에 따른 추력 및 토오크 변화 특성을 파악하고 이를 바탕으로 부분 침수 프로펠러의 bollard pull 조건에 대한 추정식을 도출하였다. 도출된 추정식을 실선 계측 결과와 비교하여 정도 높은 추정 결과를 제공하고 있는 것을 확인하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제33권6호
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• pp.358-365
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• 2014

선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.72-74
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• 2020

일반적으로 선박조종에 필요한 중요한 성능으로 보침성능, 변침성능, 선회성능, 정지성능을 중요하게 여긴다. 이러한 조종성능은 선체의 선형과 함께 타와 엔진으로 표현될 수 있으며 특히 엔진의 성능은 선박의 안전운항과 직결되어 있다. 따라서 선박이 충분한 출력을 확보하지 못하면 항내조선시 선박의 안전을 담보하기 힘들며 또한 황천항해시 외력을 이기고 선박을 안전하게 조선하기 힘들다. 본 연구에서는 2020년 4월 6일 발생한 밀라노브릿지 사고를 통해 선박의 엔진출력을 저해하는 요소인 프로펠러 레이싱, 공전현상, 벤틸레이션 현상에 대하여 고찰하고자 하며 이를 통하여 선박의 조종성능에 미치는 출력을 중요성에 대하여 강조하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.20-29
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• 1993

본 논문에서는 선체-프로펠러-주기관 사이의 상호 작용을 해석함으로써, 선박의 추진 계통을 최적화하는 방안을 제시하였다. 프로펠러의 직경과 전개 면적비를 체계적으로 변화시켜 가면서, 캐비테이션을 고려하여, 주어진 선속에서의 최적의 회전수-소요 마력의 조합을 선정한다. 그리고, 이에 대응하는 주기관 후보를 찾아내어, 각 후보의 연료 소비율을 비교함으로써, 연료 소비율이 최소가 되는 주기관을 결정하고, 동시에 프로펠러의 주요 요목을 결정하는 프로그램의 개발과정을 설명하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.364-371
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• 1997

프로펠러 캐비테이션은 선체진동 및 수중소음에 악영향을 끼치는 주요한 원인중의 하나로 생각되어왔다. 그러나 근래 선박의 고속화와 프로펠러 하중의 증가로 캐비테이션이 전혀 없는 프로펠러의 설계개념 적용은 사실상 불가능하다. 고스큐 프로펠러는 기존의 프로펠러와 비교하여 수중소음과 저주파 압력 펄스를 약하게 하는데 유리한 것으로 인식되고 있다. 변동압력에 대하여 프로펠러 스큐와 레이크의 영향을 조사하기 위하여 체계적인 실험을 캐비테이션 터널에서 수행하였으며 본 논문에서는 여러 가지 스큐와 레이크 분포를 갖는 모형 프로펠러에 대한 캐비테이션 관찰시험과 변동압력 계측결과에 대하여 논의하고 토론하였다. 연구 결과 고스큐는 균일류 및 불균일류에서 공히 변동압력 경감에 효ㄱ과가 있음이 확인되었는데 이는 아마도 날개에서의 캐비테이션 안정성에 의한 것으로 예측된다. 그러나 레이크는 날개에서의 캐비티 크기나 거동에 큰 영향을 주지 못하였으며, 변동압력이 또한 거의 같은 수준으로 나타나는 결과를 가져왔다.