• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.767-773
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• 2017

Infrared stealth is an important technology for naval ships. This technology helps improve the anti-detection performance and survivability of naval ships. In general, the infrared signature of naval ships are categorized into internal and external heat source. External signature are generated by ship surface heating by solar flux as well as the complicated heat transfer process with the surrounding weather condition. Modern naval ships are equipped with seawater injection nozzles on the outside for nuclear, biological and, chemical, and these nozzles are used to control external signature. Wide nozzle placement intervals and insufficient injection pressure, however, have reduced seawater dispersion area. To address this problem, nozzle installation standards must be established. In this study, an actual-scale experimental system was implemented to provide the evidence for nozzle installation standards in order to reduce the infrared signature of naval ships. In addition, the environmental conditions of the experiment were set up through computational fluid dynamics considering the ocean climate data and naval ship management conditions of South Korea. The dispersion distance was measured using a high-resolution thermography system. The flow rate, pipe pressure, and dispersion distance were analyzed, and the evidence for the installation of seawater injection nozzles and operation performance standards was suggested.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.51-57
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• 2021

함정의 해수냉각 시스템은 화생방전에 의한 유해물질의 세척과 선체 외부의 적외선 신호를 저감하기 위해 설치된다. 시스템은 압력펌프, 각종 배관 그리고 해수분사용 노즐로 구성된다. 그리고 해수의 분사 압력과 노즐 종류에 따라 산포 범위가 결정된다. 따라서 해수의 산포 범위를 넓히고 해수냉각 시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 적절한 분사 압력의 설정과 노즐의 최적 설계가 필요하다. 금속재료로 만들어지는 해수분사용 노즐은 초기 개발단계에서 금속 틀을 만들고 최적 성능을 만족할 때까지 수정된다. 이는 많은 시간과 비용을 유발하여 노즐개발에 어려움을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 해수분사용 노즐의 초기 개발단계에서 시제품을 생성하기 위한 3D 프린팅 기술의 적용 가능성을 확인하였다. 이를 위해 3D 프린팅 기술을 이용하여 압출 플라스틱 시험편을 제작하고 인장시험을 통해 시험편의 물리적 특성 값을 측정하였다. 그리고 측정 결과를 유한요소해석 조건에 적용해 해수의 분사 압력에 따른 노즐의 변형과 응력을 계산하였다. 유한요소해석 결과 노즐은 최적 압력에서 탄성 범위 내로 변화하였으며, 구조적으로 안정하다고 판단되어 본 연구의 가능성을 확인하였다.