Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2006.05a
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pp.344-347
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2006
Noise reduction and control is an important problem in the performance of underwater acoustic system and on the habitability of the passenger ship for crew and passenger. Furthermore, sound generated by a propeller is critical in underwater detection and is often related to the survivability of the vessel especially for military purpose. Generally propeller noise is often the dominant noise source of marine vehicle. The flow field is analyzed with potential-based panel method, and then the time dependent pressure and sheet cavity volume data are used as the input for Ffowcs Williams-Hawkings formulation to predict the far-field acoustics. Through this study, the dominant noise source of underwater propeller is analyzed, which will provide a basis for proper noise control strategies.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.41
no.2
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pp.21-32
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2004
The non-cavitating noise of underwater propeller is considered numerically in this study. The main purpose is to analyze non-cavitating noise from underwater propellers in various operating conditions with different configurations. Noise is predicted by using time-domain acoustic analogy, boundary element method, and computational hydro-acoustics. The flow field is analyzed with potential-based panel method, and then time-dependant pressure data are used as the input for Focus Williams-Hawkings formulation to predict far field acoustics. Furthermore, boundary element method and computational hydro-acoustics are also considered to investigate duct propeller and ducted multi-stage propeller to consider the reflection and diffraction of sound waves. With this methodology, noise intensity and directivity of each noise sources could be well analyzed.
Kim, Kyung-Jin;Lee, Doo-Hyoung;Park, Warn-Gyu;Park, Han-Il
Journal of Ocean Engineering and Technology
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v.26
no.6
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pp.39-45
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2012
Underwater robots are generally used for the construction of seabed structures, deep-sea ecosystem research, ocean energy development, etc. A ducted marine propulsor is widely used for the thruster of an underwater robot because of its collision protection, efficiency increase, cavitation reduction, etc. However, the flow of a ducted propeller is very complex because it involves strong flow interactions between the blade impeller and duct. The present work aimed to design a ducted propeller using 2-D strip theory and CFD analysis. The hydrodynamic forces (i.e. and ) were computed to set the local angle of attack in a spanwise direction of the propeller blade. After the propeller design, performance coefficients such as the thrust, torque, and efficiency were computed to check whether the designed performance was achieved. To validate the present analysis, the thrust was compared with experimental data and good agreement was obtained.
This paper is a study on the generation mechanism of propeller singing based on the cavitation tunnel test, underwater impact test, finite element analysis and computational flow analysis for the model propeller. A wire screen mesh, a propeller and a rudder were installed to simulate ship stern flow, and occurrence and disappearance of propeller singing phenomenon were measured by hydrophone and accelerometer. The natural frequencies of propeller blades were predicted through finite element analysis and verified by contact and non-contact impact tests. The flow velocity and effective angle of attack for each section of the propeller blades were calculated using RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) equation-based computational fluid analysis. Using the high resolution analysis based on detached eddy simulation, the vortex shedding frequency calculation was performed. The numerical predicted vortex shedding frequency was confirmed to be consistent with the singing frequency and blade natural frequency measured by the model test.
This paper presents the development of a control architecture for the autonomous underwater vehicle (AUV) with VARIVEC (variable vector) propeller. Moreover this paper also describes the new technique of controlling the servomotors using the Field Programmable Gate Array (FPGA). The AUVs are being currently used fur various work assignments. For the daily measuring task, conventional AUV are too large and too heavy. A small AUV will be necessary for efficient exploration and investigation of a wide range of a sea. AUVs are in the phase of research and development at present and there are still many problems to be solved such as power resources and underwater data transmission. Further, another important task is to make them smaller and lighter for excellent maneuverability and low power. Our goal is to develop a compact and light AUV having the intelligent capabilities. We employed the VARIVEC propeller system utilizing the radio control helicopter elements, which are swash plate and DC servomotors. The VARIVEC propeller can generate six components including thrust, lateral force and moment by changing periodically the blade angle of the propeller during one revolution. It is possible to reduce the number of propellers, mechanism and hence power sources. Our control tests were carried out in an anechoic tank which suppress the reflecting effects of the wall surface. We tested the developed AUV with required performance. Experimental results indicate the effectiveness of our approach. Control of VARIVEC propeller was realized without any difficulty.
Special Issue of the Society of Naval Architects of Korea
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2009.09a
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pp.35-39
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2009
The fouling around the surface of hull and propeller caused by marine organism and sea water occur in the vessel which is taken up mooring in a quay for a quite long time. Moreover, those are able to give rise to the loss of speed performance. The purpose of underwater cleaning is to improve the performance of vessel and customer satisfaction through management for fouling condition of propeller and hull. Therefore, systematic approach in connection with underwater cleaning is required so as to obtain the stable speed performance. As a result, we evaluate the effect of propeller polishing to speed performance from the case of 115K COT and 4,250 TEU Container Ship. In addition, we issue the importance of underwater cleaning through comparison of speed results depending on conditions of hull surface painted by silicon.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.41
no.2
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pp.33-46
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2004
The cavitating noise of underwater propeller is considered numerically in this study. The main purpose of this research is to analyze these noise sources from marine propeller. The approach for investigation is a potential based panel method coupled with acoustic analogy. To predict propeller sheet cavitation noise, the blade surface cavity is considered as a single valued pulsating volume of vapor attached to the blade surface. The time dependent cavity volume data are used for noise prediction. Furthermore, we analyze hydrofoil cavitation bubble behavior and noise using Eulerian/Lagrangian approach. Through this study, we can analyze dominant noise source of marine propeller and provide a basis for proper noise control strategies.
For Underwater vehicles, Unwanted roll excursions are inevitable as they are caused by induced propeller torque, disturbances, and banking motion during turns. To estimate the manoeuvring performance of underwater vehicle, it is necessary to obtain the roll coefficient of body. This paper was covered estimation of roll coefficient of underwater vehicle using STAR-CCM+, commercial CFD(Computational Fluid Dynamics) code. The RANS equations for incompressible fluid flows was solved numerically by using a finite volume method. An MRF(Moving Reference Frame) Method was Also adopted for rotations of body. For the validation, the flow around a DARPA SUBOFF bare hull model was simulated and good agreement with experiments was obtained. And Pure roll coefficients were calculated and campared with the experimental data which were presented by Seoul National University. Finally, an underwater vehicle model with propeller was simulated and analyzed for estimation of roll coefficient variation caused by induced propeller torque.
In this study, propeller open water characteristics ($K_P$, $K_T$ and ${\eta}_o$) were compared for three different ducted propellers using a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis, as well as an experimental test at a basin. The best shape of the duct was selected from the three types of specially designed ducts based on the CFD analysis results. The same propeller model (Kaplan type propeller) was used inside all three duct models, and the propeller open water characteristics were compared, predominantly at the design speed for an underwater vehicle. Finally, the results of the CFD test simulations for the selected duct case were verified by experimental open water tests in a towing tank.
Ha, Junbeom;Ku, Garam;Cheong, Cheolung;Seol, Hanshin;Jeong, Hongseok;Jung, Minseok
The Journal of the Acoustical Society of Korea
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v.41
no.3
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pp.268-277
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2022
In this study, each component of flow noise source of underwater propeller installed to the scale model of the KVLCC2 is investigated and the effect of each noise source on underwater-radiated noise is quantitatively analyzed. The computation domain is set to be the same as the test section of the large cavitation tunnel in the Korea Research Institute of Ship and Ocean Engineering. First, for the high-resolution computation of flow field which is noise source region, the incompressible multiphase Delayed Detached Eddy Simulation is performed. Based on flow simulation results, the Ffowcs Williams and Hawkings integral equation is used to predict underwater-radiated noise and its validity is confirmed through the comparison with the tunnel experiment result. For the quantitative comparison on the contribution of each noise source, the spectral levels of sound pressure and power levels predicted using propeller tip-vortex cavitation, blade surface and rudder surface as the integral region of noise sources are investigated. It is confirmed that the cavitation which is monopole noise source significantly contributed to the underwater-radiated noise than propeller blades and rudder which is dipole noise source, and the rudder have more contribution than propeller blades due to the influence of the propeller wake.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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