• 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.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권11호
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• pp.1497-1510
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• 2002

The onset of cavitation causes head and efficiency of a main pump to be reduced significantly and generates vibration and noise. In order to avoid these phenomena, the inlet of the pump is fitted with a special rotor called an inducer, which can operate satisfactorily with extensive cavitation. The motivation of this study is to find out cavitation modes from the inducer inlet pressure signals and event characteristics from outlet ones at various operating conditions. The cavitation modes are analyzed by using a cross-spectral density of fluctuating pressures at the inducer inlet. The time-frequency characteristics of wall pressures downstream of the inducer are presented in terms of event frequency, its duration time, and number of events by using the Choi-Williams distribution.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.261-269
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• 2021

공동 유동과 이로 인한 소음에 관한 대부분의 기존 연구들은 효율성이라는 장점 때문에 비압축성 가정의 검증 없이 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes 방정식에 기반한 수치 해석 방법을 사용하고 있다. 하지만 지금까지 비압축성 가정이 공동 유동과 소음의 예측에 미치는 영향에 대한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 날개 끝 와류공동 유동과 소음에 대한 유체의 압축성 영향을 고찰하기 위하여 날개 끝 와류 공동을 대상으로 비압축성 기반의 해석과 압축성 기반의 해석을 모두 수행하고, Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 음향상사법을 적용하여 공동 소음을 예측하고 비교하였다. 상류 방향의 유동 영향을 고려하기 위하여, 스큐각이 17°인 수중 추진기를 장착한 DARPA Suboff 잠수함 몸체를 고려하였다. 해석 영역은 실험결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소에서 보유하고 있는 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 날개 끝 와류 공동을 정확하게 예측하기 위하여 고정확도의 비정상 상태 지연박리와류모사 해석방법을 적응형 격자 기법과 연계하여 사용하였다. 압축성 유동 해석기법을 이용하여 예측한 음향 스펙트럼이 실험결과와 더 일치하는 결과를 확인하였다.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.7-13
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• 2006

In this paper the noise source and the amplifying mechanism are analyzed to reduce the noise of the excavator return line using the experimental approach and the CFD simulation. The result says that the reason of noise generation is pipe vibration caused by the cavitation at the main control valve and the level of noise is proportional to the valve back pressure at the return line. The methodology to reduce this noise was proposed and verified by the vehicle test.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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• pp.471-477
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• 1998

A constant flow-rate control valve provides effective distributions and controls of running water in a pipe system. The noise characteristics were measured to reveal the noise sources depending on pressure differences across a valve. Valve noise is mostly dominated by bubble dynamics under cavitating conditions. In this study, the sound powers from a flow control valve of constant flow rates are effectively normalized. Flow-excited dynamic systems for which there is no strong coupling between the flow and the system response can be described using a linear source-filter model. On this assumption, the normalized sound powers can be decomposed of noise source function and a response function. The source spectra in, terms of cavitation frequency show cavitation events occurring at narrow banded frequencies greater than 10 kHz. There also possibly exist two kinds of cavitating modes based on our experimental data.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권1호
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• pp.76-83
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• 2011

This study highlights especially the mechanism of vortex cavitation occurrence from the end of the suction duct in a double-suction volute pump and pump oscillation which causes cavitation noise from the pump. In this study, full 3D numerical simulations have been performed using a commercial code inside the pump from the inlet of suction duct to the outlet of delivery duct. The numerical model is based on a combination of multiphase flow equations with the truncated version of the Rayleigh-Plesset model predicting the complicated growth and collapse process of cavity bubbles. The experimental investigations have also been performed on the cavitating flow with flow visualization to evaluate the numerical results.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.65-70
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• 2014

The effectiveness of a perforated plate installed additionally at butterfly valve to reduce cavitation which can cause vibration, noise, erosion, and flow path blockage has been investigated using CFD. Rayleigh-Plesset equation was applied to simulate cavitation phenomena. 3D flow simulations have been performed for 6 cases to consider the occurrence of cavitation at the downstream of the valve. From the present results, the perforated plate was thought to be very effective to suppress the cavitation inside of the pipe.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.268-277
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• 2022

본 논문에서는 KVLCC2 선체 축소모형에 설치된 추진시스템의 세부 구성품별 유동 소음원을 분석하였으며, 각각의 소음원이 수중방사소음에 미치는 영향에 대해 정량적으로 분석하였다. 수치 해석 영역은 실험 결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 먼저 유동장내 소음원을 정확하게 모사하기 위하여 고정밀 해석기법인 비압축성 다상 Delayed Detached Eddy Simulation 방법을 적용하였고, 유동해석 결과를 기반으로 Ffowcs Williams and Hawkings 적분방정식을 사용하여 수중방사소음을 예측하였으며, 터널 실험결과와의 비교를 통해 해석절차의 유효성을 확인하였다. 추진시스템의 유동 소음원별 영향을 정량적으로 비교하기 위하여 추진기 날개 끝-와류 공동, 날개 표면 그리고 방향타 표면을 소음원 영역으로 선정하였으며, 음압과 파워 스펙트럼 밀도, 음향 파워를 비교하였다. 공동에 의한 홀극 소음원의 기여도가 추진기 날개 및 방향타에 의한 쌍극 소음원에 비해 수중방사소음에 크게 기여하였으며, 추진기 후류의 영향으로 방향타에 의한 기여도가 추진기 보다 더 크게 발생함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.518-523
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• 2009

Main source of URN(Underwater Radiated Noise) which is related to the ship's survivability is divided into two groups. Cavitation is main source of URN when the speed of ship is upper than CIS(Cavitation Inception Speed). But when the speed of ship is lower than CIS, main source of URN is structure-borne noise on the hull which is originated from propulsion system, pump system or transmitted vibration of pipe system. In this paper, to reduce the vibration of discharge pipe and valve system, back flow prevent globe valve and new rubber mount are applied to the ship. As the result of applying new valve and mount, the vibration is reduced drastically.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.599-606
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• 2009

Main source of URN(underwater radiated noise) which is related to the ship's survivability is divided into two groups. Cavitation is the main source of URN when the speed of ship is upper than CIS(cavitation inception speed). But when the speed of ship is lower than CIS, the main source of URN is the structure-borne noise on the hull which is originated from propulsion system, pump system and trnasmitted vibration of the pipe system. In this paper, to reduce the vibration of discharge pipe and valve system, back flow prevent globe valve and new rubber mount are applied to the ship. As the result of applying new valve and mount, the vibration is reduced drastically.