• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.28-31
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• 1995

워터제트(Waterjet) 추진의 개념은 선박용 스크류 프로펠러 만큼이나 오래 되었지만, 1960년대 까지도 많은 이용이 없었다. 왜냐하면 스크류 프로펠러가 더 간단하고 가벼우면서 훨씬 더 효 율적인 추진도구로 간주되어 왔기 때문이었다. 그러나 최근 수년 사이에 워터제트로 추진되는 세계적인 선박들 및 제작회사들의 수가 괄목할만한 증가를 보이고 있고, 선진국의 초고속선 개 발과 관령하여 워터제트 추진방식에 대한 새로운 시각에서의 연구가 활발히 진행되어지고 있 다[1]. 21세기 해상교통수당을 선도할 수 있으리라 판단되고 있는 초고속선 개발 연구를 수행하고 있는 선박·해양공학연구센터에서도 초고속선용 추진 장치로서 워터제트 추진기를 선택하였었 다[2]. 이러한 대표적인 이유로서는 종래의 일반적인 선박용 스크류 프로펠러로서는 고속 추진에 한계를 가지고 있는 반면, 워터제트 추진방식은 각 요소들의 최적 설계를 통해 고속에서의 추 진효율 향상을 꾀할 수 있기 때문이었다. 선진국에서는 이미 이러한 워터제트 추진에 대한 성 능해석 기법이 정립되어 있고[3], 중.소형 워터제트 추진기 제작을 통한 경험을 바탕으로 대출력 워터제트 추진기 개발도 가능한 단계이다[4]. 그러나 국내에서는 이에 대한 연구가 거의 없어 외국의 기술에 의존하고 있는 실정이다. 본 고에서는 워터제트 추진기의 기본적인 개념과 당 연구센타에서 수행하고 있는 모형시험법 개발 연구의 일부를 소개하고자 한다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.41 no.6
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• pp.373-380
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• 2017

Operational errors caused by human factors, which is the major cause of marine accidents, include lack of knowledge, misunderstanding knowledge, and inadequate procedures. Recently, the type of propulsion mounted on KCG cutters has been diversified. In particular, the water jet propulsion unit, which was mainly installed in small boats, have been gradually expanded to medium and large size Coast Guard cutters, reaching 50% of the total. Axes types are divided into 2 to 4, and the bucket types are divided into Double Reverse Bucket(DRB) and Single Reverse Bucket(SRB); in these, the backward and steering control methods are completely different. Diversification of these operating systems can increase factors causing human error by the ships' operators. However, there is a lack of research on the maneuvering methods, considering the inherent active characteristics of each type of water jet. In this paper, we analyze the sideway method suitable for the condition of Coast Guard Exclusive wharf without assistance, based on the astern performance of each type. Then, a ship handling simulator was used for the experiment; they compared and verified through interviews of captains.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.23 no.5
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• pp.595-602
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• 2017

In Korea, much research and development have occurred to enhance the technological competitiveness of tuna purse seining fisheries. Due to these efforts, fishing efficiency has been improved with the development of radar, sonar and global positioning systems for fish detection and revisions to the hull forms of tuna purse seiners. However, for skiff boats, net boats and speed boats, which are auxiliary working boats mounted on tuna purse seiners, technology has lagged behind relative to the modernization of the main vessel. In this study, the hull of an existing propeller-based net boat with steel wire net to protect tuna was changed to the hull of a water jet propulsion vehicle to reduce resistance and improve maneuverability. As a result, a prototype of a water jet propulsion option was produced according to the aluminum structure strength standards specified by the Ministry of Oceans and Fisheries, and safety was confirmed by performing a drop test. Moreover, through a sea trial test, an existing net boat was shown to have a speed of 12.0knots and a towing force of 2,545 kgf at 2,500 RPM. The prototype had a speed of 26.7 knots and a towing force of 2,011 kgf at 3,200 RPM, which satisfied the towing capacity standards of auxiliary working boats mounted on tuna purse seiners.

• Journal of Korea Ship Safrty Technology Authority
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• v.17
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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.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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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.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.24 no.6
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• pp.810-817
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• 2018

In Korea, tuna purse seine fishery is the industry with the highest production volume in domestic deep-sea fishery. Research has been continuously carried out since the late 1980s, and research on modernization of technology has been actively conducted. However, while auxiliary works boats on the fishing vessels play an important role in the purse seine fishing, related research is not sufficient. In this study, we tried to rebuild the propulsion system of the Net-boat from the propeller to the waterjet type and to perform the hull form conversion to improve the resistance performance of the hull part and improve the motion performance. For this, we calculated the change of the fluid performance of the ship through computational numerical analysis. In addition, towing tank tests were carried out to verify the performance of the existing ship and the ship which changed the propulsion system. As a result, resistance performance of the waterjet type compared to the propeller type was improved by approximately 45 %. It was confirmed that this was due to reduction of the wetted surface area by removing net and improvements in hull form.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.18 no.10
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• pp.48-53
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• 2019

A water jet propeller is a key component that generates propulsion during the start of a naval vessel. When failure or breakage occurs, the vessel cannot operate. Recently, a flow analysis and structural analysis were conducted to understand the cause of damage to a bolt on a water jet. In particular, the stress and strain acting on the fastening bolt (impeller shaft and tail shaft) were examined to determine the extent of misalignment between the impeller shaft and the tail shaft of the water jet propeller. The study determined that stress and strain were concentrated on the impeller shaft and the tail shaft bolt. The alignment of the propeller impeller shaft and the tail shaft increased significantly in response to the tail shaft bolt. Failure of the tail shaft bolt fastening can lead to misalignment between the impeller shaft and the tail shaft.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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• pp.181-184
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• 2002

CFD calculations are carried out to investigate the turbulent flow characteristics inside the duct of marine waterjet propulsors. The Reynolds-averaged Wavier-Stokes equations are solved using a finite-volume method. Standard $k-{\varepsilon}$ model and realizable $k-{\varepsilon}$ model are evaluated with an existing experimental data. Multi-block grid topology is adopted to describe the details of complex duct geometry. The present numerical methods are applied to the preliminary duct design of new waterjet propulsor system. Four different influx conditions are simulated to find out pressure and velocity distribution inside the intake duct. Attention is also paid upon the possible flow separation inside the waterjet duct. It is found that CFD tools can be used for the initial evaluation of inflow condition into the impeller of waterjet propulsor system.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.42 no.1 s.139
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• pp.1-9
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• 2005

Waterjet propulsion is widely used to thrust high speed marine vessels in excess of 30-35 knots by virtue of the high propulsive efficiency, good maneuverability, and less cavitation. From the aspect of power loss, approximately $7-9\%$ of the total power is lost in intake duct due to the flow separation, nonuniformity, etc. Thus, detail understanding of flow phenomena occurring within intake duct is essential to reduce the power loss, as well as noise and vibration. The present work solved 30 incompressible RANS equations to provide complicated viscous flow features of intake duct. The numerical results were compared with experiments and good agreements were obtained for three jet velocity ratios.