• 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.

• Defense and Technology
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• no.3 s.169
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• pp.46-51
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• 1993

잠수함과 어뢰의 추진기는 고속화와 정숙화라는 동시 만족이 어려운 2가지 요구조건을 만족시키기 위하여 설계, 이론, 해석, 소재, 제작기술 등 전 분야에서 종합적으로 연구 개발되어져 왔습니다. 현재까지도 잠수함에는 저소음화된 추진기, 어뢰에는 반전추진기가 주로 사용되고 있으나 잠수함, 어뢰의 고속화 추세로 볼때 미국, 영국 등에서 적용을 시작한 펌프제트는 관련기술이 계속 발전되어 기존의 추진기를 대신하게 될 것입니다

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2001.05a
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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.

• 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.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.36 no.3
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• pp.41-49
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• 1999

A feasibility study is performed for practical application of a Ventilating Water-Jet(VWJ) propulsor which attracts new attention as a candidate propulsor for super-high speed vessels. Super-cavitating foil sections are adopted for the rotor blades since the rotor is operating at ventilating condition. Wedge type and cavitator type foil sections are used for the design of rotor blades. Other geometric characteristics of rotors are selected from the Kaplan type ducted propeller rotors. The test section of KRISO cavitation tunnel is modified to perform open-water tests of the VWJ propulsors. The tests are performed both at fully-submerged and free-jet conditions. Ventilation occurred at the free-jet condition by sucking the air in the downstream side of the rotor, which easily develops as super-cavitation when the rotor operates at lower advance coefficients. Spoilers are attached at the trailing end of the pressure side of the blade section, in order to increase the lift force.

• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2002.11a
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• pp.139-145
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• 2002

The flow zone through propeller jets are used in evaluating the environmental and constructional effects of navigation on the waterway. It relies on the characteristics of ships and water depth. A numerical model using the momentum theory of the propeller and Shield's diagram was developed in a restricted waterway. Equations for discharge are presented based on thrust coefficients and propeller speed and are the most accurate means of defining discharge. Approximate methods for discharge are developed based on applied ship's power. Equations for discharge are as a function of applied power, propeller diameter, and ship speed. Water depth of the waterway and draft of the shop are also necessary for the calculation of the grain size of the initial motion. The velocity distribution of discharge from the propeller was simulated by the Gaussian normal distribution function. The shear velocity and shear stress were from the Sternberg's formula. Case studies to show the influence of significant factors on sediment movement induced by the ship's propeller at the channel bottom are presented.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.167-170
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• 2008

A TBCC(Turbine Based Combined Cycle) engine performance design method for reusable launch vehicles flying both in subsonic and supersonic regime was proposed. The TBCC consists of turbo jet engines and ramjet engines, operating individually or together according to operation schedule. The performance scheme of turbojet and ramjet was validated and the combined engine performance of the TBCC at a typical flight condition was analyzed.

• 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.