S -76 모델을 기준으로 해석을 통해 개별 블레이드에 대한 고조화 가진에 따른 로터 허브 진동 수준을 분석하였다. 개별 블레이드에 대한 고조화 가진 방법은 회전부에 있는 피치링크 자체에서 추가적인 가진력을 발생하는 방법(Actuating by Individual Pitch-link)과 블레이드 능동 뒷전 플랩조절을 통해 가진력을 발생하는 방법(Active Trailing Edge Flap)으로 구분하였다. 100kts의 전진비행 조건에서 개별 블레이드에 대한 2P/3P/4P/5P 조화 가진을 15도의 위상각을 변경시켜가며 허브 하중 해석을 수행하였다. 그 결과를 통해 가진 조건에 따른 로터 시스템의 민감도를 확인하였으며 이 정보를 기반으로 로터 시스템의 특성을 나타내는 전달 행렬(T-matrix)을 구성하였다. 그리고 전달 행렬을 통해 비행조건에 대해 허브 진동 수준을 최소화하는 최적의 고조화 가진 조건을 도출하였다. 그리고 최소 허브 진동 조건에서 로터 시스템의 성능 및 피치링크 하중에 대한 영향성과 더불어 소음해석을 통한 소음 영향성도 확인하였다.
선박 및 수중구조물의 고속, 대형화 및 요구조건 강화의 추세에 따라 유동소음 예측기술의 중요성이 강조되고 있다. 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서는 음향상사법을 이용하여 순음 및 광대역 유동소음에 대해 활발히 연구되고 있는 반면 조선해양분야에서는 수중추진기의 날개주파수소음에 대해서만 일부 고려되고 있다. 본 논문에서는 날개면 형상의 주요 유동소음발생 메커니즘 뒷날소음을 고려 가능한 FW-H Formulation 1B를 이용하여 수중추진기 및 선저부가물의 기초요소인 수중익에 대해 광대역소음 예측기법을 연구하였다. 기존의 FW-H Formulation 1B는 공기 중의 압력상관관계 모델에 기반하여 구성되어 있어 매질에 대한 일반성 및 정확도의 한계를 가지므로 수중환경에 대해 일반성을 가지는 벽면변동압력 모델로 확장하는 방법론을 제시하였다. 공기 중 날개면의 소음계측결과와 비교해 벽면변동압력 모델을 이용할 경우 기존모델의 해석결과 대비 5 dB 이내의 오차로 정확도 관점에서의 유용성을 확인할 수 있었으며 전산유체역학과 벽면변동압력을 이용한 수중환경의 광대역소음해석 절차를 확립하고 수중익의 광대역소음 예측을 수행하였다.
The vacuum cleaner that has no dust bag generates very high level annoying noise. The dominant noise source is the 2$\^$nd/ BPF tone of the rotating impeller. In order to reduce the noise, we identify the acoustic characteristics and reduce the noise of the vacuum cleaner and centrifugal fan. The resonance phenomenon is observed in blade passages and we found out that the resonance frequency is very close to the 2$\^$nd/ BPF. In order to reduce this high-level peak noise, new impeller is designed in this paper. The trailing edge of new impeller is inclined and this makes the flow interactions between the rotating impeller and the stationary diffuser vane occurs with some phase shift. The performance of new impeller is similar to the old one but the overall SPL is reduced about 3.6dBA. The SPL of BPF is reduced about 6dBA and 2$\^$nd/ BPF is reduced about 20dBA. The vacuum cleaner, which uses newly developed centrifugal fan, generate more comfortable noise than the old model and the strong tonal sound was dramatically reduced.
SNUF(Seoul National University flap) 블레이드는 고주파 영역에서 진동 감쇠를 위하여, 압전작동기에 의해 움직이는 뒷전 플랩이 장착되어 있는 축소형 로터 블레이드이다. 이 블레이드를 설계하기 위하여 2차원 단면 해석과 1차원 기하학적 정밀 보 해석이 수행되었고, 사용할 재료의 특성을 확인하였다. 이전 연구자들의 실험을 참조하여, ${\pm}4^{\circ}$의 플랩 변위각을 진동감쇠를 위한 설계요건으로 선정하였다. 플랩의 연결 메커니즘을 설계하고, 설계된 메커니즘의 성능을 확인하기 위하여 정적 벤치 시험을 수행하였다. 개선된 버전의 플랩 장치를 설계하고 시험하였으며, 압전작동기로는 APA 200M을 선정하였다. 장비의 개선을 통하여, 최대 플랩변위가 ${\pm}3.7^{\circ}$에 도달하였다. 성능을 평가하기 위하여 고주파 실험을 수행하였으며, 플랩 장치의 전달 함수를 실험적으로 결정하였다. 정적 시험을 완료하여, 훨타워 시험을 위하여 필요한 로터의 요구마력을 계산하였고, 그 이외의 준비가 진행 중에 있다.
The aeroacoustic characteristics and noise reduction method of a centrifugal fan for a bagless vacuum cleaner were studied. The major noise source of vacuum cleaner is the centrifugal fan. The impeller of the fan rotates over 30000 rpm and generates very high-level piercing noise. It was found that the dominant noise source of the fan is generated from the aerodynamic interaction between the highly rotating impeller and stationary diffuser. In order to reduce the high tonal sound generated from the aerodynamic interaction between the impeller and diffuser, tapered impeller was carefully designed and tested. The trailing edge of the tapered impeller was inclined and this reduces the flow interactions between the rotating impeller and the stationary diffuser because of some phase shift. The static efficiency of the new impeller is slightly lower than the conventional one. The overall SPL is reduced about 3.6 dBA. The SPL of blade passing frequency(BPF) is reduced about 6 dBA and the $2^{nd}$ BPF is reduced about 20 dBA. The vacuum cleaner with the tapered impeller has lower noise level than that of the previous impeller and the strong tonal sound was dramatically reduced.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제13권1호
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pp.75-85
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2021
The broadband noise can be dominant or important for total characteristics for marine propeller noise representing the minimum base of self-noise. Accurate prediction of such noise is crucial for survivability of underwater military vessels. While the FW-H Formulation 1B can be used to predict broadband trailing edge noise, the method required experiment measurements of surface pressure correlations, showing its limitations in generality. Therefore, in this study, the methods are developed to utilize wall pressure spectrum models to overcome those limitations. Chase model is adopted to represent surface pressure along with the developed formulations to reproduce pressure statistics. Newly developed method is validated with the experiments of airfoils at different velocities. Thereafter, with its feasibility and generality, the procedure incorporating computational fluid dynamics is established and performed for a propeller behind submarine hull. The results are compared with the experiments conducted at Large Cavitation Tunnel, thus showing its usability and robustness.
The paper presents a numerical solution to the problem of a hot rigid indenter siding over a thermoelastic Winkler foundation with a thermal contact resistance at constant speed. It is shown analytically that no steady-state solution can exist for sufficiently high temperature or sufficiently small normal load or speed regardless of the thermal contact resistance. However, the steady state solution may exist in the same situation if the thermal contact resistance is considered. This means that the effect of the large values of temperature difference and small value of force or velocity which occur at no steady state can be lessened due to the thermal contact resistance. When there is no steady-state the predicted transient behavior involves regions of transient stationary contact interspersed with regions of separation regardless of the thermal contact resistance. Initially, the system typically exhibits a small number of relatively large contact and separation regions, but after the initial transient the trailing edge of the contact area is only established and the leading edge loses contact, reducing the total extent of contact considerably. As time progresses, larger and larger number of small contact areas are established, until eventually the accuracy of the algorithm is limited by the discretization used.
This paper describes a stability and dynamic characteristics of bearingless helicopter main rotor in hover. Baseline rotor configuration is defined and modal analysis for the configuration is taken to verify the dynamic characteristics. The kinematic pitch-lag couplings through ways of pitch link installation are analyzed to know effects on loads, frequencies and stability. The effects of pitch link attachments in spanwise direction and chordwise direction as well as pitch link inclination on thrust, power, flpa-lag-pitch mode frequencies and inplane damping are examined. Pitch link at trailing edge location in chordwise direction has influence on aeroelastic stability of the rotor. Also, the pitch link with negative inclination angle makes inplane damping increase.
A major concern on high-energy centrifugal pump is the potential for interaction of two-phase flow phenomena with mechanical response of the pumping elements. The other concern is the pressure pulsations created from trailing edge of the impeller blade and flow separation and recirculation at partial load in centrifugal pumps. These interactions generating between rotor and casing cause dynamic pulsation on pump and exciting pipeline vibration. The higher severity responses, the more lead to failure of pump and system components. Finally, it cause severe axial vibration of single stage pump due to the hydraulic instability in flow condition below BEP.
This paper describes a stability and dynamic characteristics of bearingless helicopter main rotor in hover. Baseline rotor configuration is defined and modal analysis for the configuration is taken to verify the dynamic characteristics. The kinematic pitch-lag couplings through ways of pitch link installation are analyzed to know effects on loads, frequencies and stability. The effects of pitch link attachments in spanwise direction and chordwise direction as well as pitch link inclination on thrust, power, flpa-lag-pitch mode frequencies and inplane damping are examined. Pitch link at trailing edge location in chordwise direction has influence on aeroelastic stability of the rotor. Also, the pitch link with negative inclination angle makes inplane damping increase.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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