펌프젯 추진기 단독성능 추정을 위한 수치해석 연구

김제인; 문요섭; 박일룡; 김진욱; 김문찬; 설한신; 안종우

doi:10.6112/kscfe.2022.27.4.037

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김제인 (동의대학교) 문요섭 (동의대학교) 박일룡 (동의대학교) 김진욱 (부산대학교) 김문찬 (부산대학교) 설한신 (선박해양플랜트연구소) 안종우 (선박해양플랜트연구소)

저널정보: 한국전산유체공학회 한국전산유체공학회지 한국전산유체공학회지 제27권 제4호

발행연도: 2022.12

수록면: 37 - 45 (9page)

DOI: 10.6112/kscfe.2022.27.4.037

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This paper provides the results of a numerical study conducted to predict the open water performance of a pumpjet propulsor designed by Ahn et al.[10]. Changes in the thrust and torque of each part of the pumpjet propulsor according to advance ratio were analyzed by using the RANS method based on the SST k-ω turbulence model. The present numerical results were validated with the results of the open water test performed in the large cavitation tunnel at KRISO. Compared to the condition without the pre-swirl stator and duct, the thrust and torque of the rotor increased due to the effect of those two parts of the pumpjet propulsor. On the other hand, the pre-swirl stator and duct induced drag rather than thrust at advance ratios higher than 0.4. In addition, the rotational direction of the torque predicted for these two parts was opposite to that of the rotor. The forces and efficiency predicted for each part of the pumpjet showed a good agreement with those of the model test, except for the advance ratios higher than 1.0. The reason that the numerical analysis underestimates the forces and efficiency at advance ratios greater than 1.0 is presumed to be the cause of the stall phenomenon in the numerical simulation occurring earlier than in the model test. Through the local flows, the pressure drop phenomenon that can cause cavitation due to the gap flow between the rotor blade and the duct and the characteristics of the tip vortex development according to advance ratio were discussed.

#펌프젯(Pump-jet) #프로펠러 단독성능(Propeller Open Water performance) #전산유체역학(Computational Fluid Dynamic) #감속형 덕트(decelerating duct) #전류 스테이터(pre-swirl stator)

참고문헌 (14)

참고문헌 신청

2010, Suryanarayana, C., Satyanarayana, B., Ramji, K. and Nageswara Rao, M., "Cavitation studies on axi-symmetric underwater body with pumpjet propulsor in cavitation tunnel," International Journal of Naval Architecture Ocean Engineering, Vol.2, No.4, pp.185-194.

2012, Dong, Y., Duan, X., Feng, S. and Shao, Z., "Numerical Simulation of the Overall Flow Field for Underwater Vehicle with Pump Jet Thruster," Procedia Engineering, Vol.31, pp.769-774.

2016, Lu, L., Pan, G. and Sahoo, P.K., "CFD prediction and simulation of a pumpjet propulsor," International Journal of Naval Architecture Ocean Engineering, Vol.8, No.1, pp.110-116.

2015, Shi, Y., Pan, G., Huang, Q. and Du, X., "Numerical Simulation of Cavitation Characteristics for Pump-jet Propeller," Journal of Physics: Conference Series, Vol.640, No.1, p.012035.

2019, Shirazi, A.T., Nazari, M.R. and Manshadi, M.D., "Numerical and experimental investigation of the fluid flow on a full-scale pump jet thruster," Ocean Engineering, Vol.182, pp.527-539.

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