It is important to estimate the shear strength of shallow compacted soils as a construction material. A series of constant water content triaxial compression (CWCC) tests under low confining state in this study were performed on compacted geomaterials. For establishing a relationship of the shear strengths between saturated and unsaturated states on compacted geomaterials, the suction stresses were derived by two methods: the conventional suction-measured method and the Suction stress-SWRC Method (SSM). Considering the suction stress as an equivalent confining stress component in the (${\sigma}_{net}$, ${\tau}$) plane, it was found that the peak deviator stress states agree well with the failure line of the saturated state from the triaxial compression test when the SSM is applied to obtain the suction stress. On the other hand, the cavitation phenomenon on the measurement of suction affected the results of the conventional suction-measured method. These results mean that the SSM is distinctly favorable for obtaining the suction value in the CWCC test because the SSM is not restricted by the cavitation phenomenon. It is expected that the application of the SSM would reduce the time required, and the projected cost with the additional equipment such as a pore water measuring device in the CWCC test.
초고속선의 추진기로 새로이 주목받고 있는 공기유입 물제트 추진기에 대한 타당성을 검토하였다. 본 추진기는 벤틸레이션 상태에서 작동되므로 완전캐비테이션 단면을 사용하여 로터를 설계하였다. 즉 쐐기형(wedge type) 단면과 캐비테이터형(cavitator type) 단면을 갖는 로터 2종류를 설계 제작하여 모형시험을 수행하였다. 로터는 일반적으로 덕트-프로펠러에서 채택하고 있는 Kaplan형 프로펠러 형상을 선택하였다. 캐비테이션 터널 시험부를 개조하여 공기유입 물제트 추진기의 단독특성시험을 수행하였으며, 레이져 유속계를 이용하여 노즐 내부 속도를 엄밀하게 계측하였다. 단독특성 시험은 개조된 캐비테이션 터널의 시험부에서 수행되었으며 완전침수(fully-submerged)상태와 자유분출(free-jet)상태에서 수행되었다. 자유분출상태에서는 후류공기가 유입되어 벤틸레이션 현상이 발생하였으며, 특히 캐비테이터형 단면을 갖는 KP447 로터의 경우 낮은 전진계수에서 작동시킬 경우 완전캐비테이션이 발생하여 성능특성이 크게 변화하였다. 날개 압력면의 뒷날 부근에 높이가 다른 띠를 각각 부착시켜 양력 증가장치로 사용하였으며 이에 의한 추력과 토오크 변화를 계측하였다.
30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험에서 예냉 절차에 대해 분석을 수행하였다. 예냉은 극저온 추진제를 사용하는 액체로켓엔진에서는 시험 전 반드시 수행하여야 하는 절차이다. 예냉을 통해 시험기, 특히 극저온 펌프의 온도를 극저온으로 낮춰 펌프의 공동화 현상, 베어링 부의 파손, 기포에 의한 연소 불안정성의 가능성을 사전에 제거한다. 30톤급 터보펌프-가스발생기 연계시험을 통해 수집한 자료를 분석함으로서 한국형발사체 엔진 개발 시험 시 유용한 자료로 사용하고자 연구를 수행하였으며, 각 주요 부위의 온도, 예냉 수행 시간 등을 파악하였다.
The performance of the waterjet system of 180 ton class fishing guard ship has been experimentally studied. A waterjet propulsion system has many advantages in comparison with a conventional screw propeller especially for high speed craft because of its good cavitation performance. Recently waterjet system has been applied to fishing boats and fishing guard ship because of avoiding a net problem although their speeds are not so high. This paper describes experimental procedure and analysis method of resistance and self-propulsion tests with a 1/14.46-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 results shows a good agreement with the full-scale result from the sea trial tests.
본 논문은 모형 프로펠러를 대상으로 공동수조 시험, 수중 충격시험, 유한요소해석 및 전산유체해석에 기반하여 수행한 명음 발생 메커니즘 연구이다. 선미 유동을 모사하기 위해 반류망, 프로펠러 및 방향타를 설치하고 수중청음기와 가속도계로 프로펠러 명음 현상의 발생과 소멸을 계측하였다. 유한요소해석을 통해 프로펠러 날개의 고유진동수를 예측하고 접촉 및 비접촉식 충격시험으로 이를 검증하였다. RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식 기반 전산유체해석을 통하여 프로펠러 날개 각 단면의 유속과 유효 받음각을 계산하였으며, DES(Detached Eddy Simulation) 기반 고해상도 해석을 통해 명음 발생 위치에서 2-D 날개 단면 뒷전의 와류흘림주파수(vortex shedding frequency) 계산을 수행하였다. 수치적으로 예측된 와류흘림주파수는 모형시험으로 계측한 명음 발생 주파수 및 날개 고유진동수와 일치함을 확인하였다.
한국형발사체의 설계안에는 산화제 배관의 geysering 현상과 펌프 입구의 cavitation 현상을 방지하기 위하여 발사대기 중 산화제인 액체산소를 과냉각 하여 공급하는 시나리오가 포함되어 있다. 이 조건을 75톤급 엔진 개발 시험 단계에서 검증하기 위해 엔진 연소시험설비에는 액체산소를 과냉각 할 수 있는 시스템이 적용되었다. 여기에는 진공 이젝터를 이용한 방법과 탱크 내 헬륨 분사를 통한 방법이 적용되었으며, 성능 평가를 위해 각각에 대한 과냉각 시험이 수행되었다. 두 시험에서 모두 약 17분간 시험이 진행되었으며, 탱크 50%수위 지점 기준 이젝터를 이용한 시험에서는 약 3.3K, 헬륨 분사를 이용한 시 험에서는 약 2.2K 의 과냉각 결과를 나타내었다.
본 연구는 초음파를 이용한 토양세척 공정에서 주파수를 결정하고 그 조건에서 공정을 최적화 하기 위한 실험적 접근 방법에 대한 연구이다. 초음파 주파수는 35, 72, 100 kHz를 적용하여 최적 주파수를 결정하였다. 최적 토양 세척 조건을 위한 실험 설계는 $MINITAB^{(R)}$ 프로그램을 이용하였다. 실험은 초음파의 적용, 물리적 교반의 적용, 계면활성제의 적용의 세 가지와 각각의 조합이 적용되었다. 실험 결과 초음파의 최적 주파수는 35 kHz로 확인되었다. 높은 주파수에서 초음파의 공동화 기포 개수가 많아 효과가 좋을 것으로 예상되지만, 낮은 주파수에서 높은 에너지를 가진 공동화 기포가 더 효과적이다고 설명할 수 있다. 그러나, 실제 공정에 적용하기 위해서는 유입되는 에너지에 대한 고려를 해야 한다. 통계적 요인실험설계법에 의해 설계된 실험 결과를 적용한 결과, 초음파와 물리적 교반에 의한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 그러므로 실제 공정을 위해서는 이 두 가지 공정에 대한 실내 실험이 필요할 것으로 보인다.
Effects of a booster inducer on the suction performance of turbopumps are investigated in this paper. To see the effect of the booster inducer, suction performance tests are conducted with and without the booster inducer for three turbopumps. It is shown that the booster inducer can enhance the suction performance of turbopumps when the tip clearance of the main inducers are relatively large. Numerical analysis are also carried out to see the effects of the booster inducer on the performance of the main inducer. The booster inducer is shown to increase the static pressure at the inlet of the main inducer and prevent growing of inlet back flows which are believed to have deleterious effects on the suction performance of the inducer.
Effects of a booster inducer on the suction performance of turbopumps are investigated in this paper. To see the effect of the booster inducer, suction performance tests are conducted with and without the booster inducer for three turbopumps. It is shown that the booster inducer can enhance the suction performance of turbopumps when the tip clearance of the main inducers are relatively large. Numerical analysis are also carried out to see the effects of the booster inducer on the performance of the main inducer. The booster inducer is shown to increase the static pressure at the inlet of the main inducer and prevent growing of inlet back flows which are believed to have deleterious effects on the suction performance of the inducer.
Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
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제1권1호
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pp.15-25
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1993
A potential-based panel method is presented for the analysis of a partially-cavltatlng two-dimensional hydrofoil. The method employs normal dipoles and sources distributed on the foil and cavity surfaces. It is shown that the source plays an Important role in positioning the cavity surface through an iterative process. The cavity closure consition is found very effective in generating the cavity shape. Upon convergence, the method predicts the cavitation nurser, together with the lift, the drag and the surface pressure distribution, for a given cavity length. Systematic convergence tests shows that the present numerical method is fast and stable. The present computations show a good agreement with the previously computed and measured results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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