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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

최진영 (충남대학교, 忠南大學校 大學院)

지도교수
이승준
발행연도
2019
저작권
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

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It is well known that the thrust deduction related to the prediction of power performance of a ship is rather resistance increase, and as a preliminary study forces acting on an object in a uniform flow of ideal fluid due to singularities located behind it are investigated. The propulsor and other devices in the stern region are approximated by exterior singularities and their effects upon the resistance increase are estimated by taking a circular cylinder and a sphere as the 2D and 3D body, respectively. The circle theorem is used to get the complex velocity potential for the flow field under consideration, and the Blasius theorem is applied to obtain forces acting on the circular cylinder. The Butler’s sphere theorem was made use of to find the Stokes’ stream function when the resulting flow is axisymmetric, and then the extended Lagally’s theorem, for which the proof is given in this work, to get the force acting on the sphere due to the singularity. This force is given in terms of two parameters, which are the separation distance between the object and the singularity, and the strength of the singularity. Assuming that the two non-dimensionlalized parameters are much smaller than one, the leading order terms approximation was obtained, and it is shown that the approximation by leading order terms are in good agreement with the exact formula for the region of small parameters considered. In the case of 2D, as singularities sinks, point vortices and dipoles and their combinations were treated. In the case of 3D, taking a dipole as singularity, the result showed that the effect of the image of the dipole with respect to the sphere is the most important, if the dimensionless separation distance and the square root of the dimensionless strength of the dipole are of the same order.

목차

Principal Notation 1
1. 서론 5
2. 관련 이론 10
2.1. 2차원 관련 이론 10
2.1.1. 원 정리(Circle theorem) 10
2.1.2. 블라지우스 정리(Blasius theorem) 11
2.2. 3차원 관련 이론 14
2.2.1. 스톡스 유량함수(Stokes stream function) 14
2.2.2. Butler 구 정리(Butler sphere theorem) 21
2.2.3. Weiss 구 정리(Weiss sphere theorem) 22
2.2.4. 확장된 라갈리 정리(Lagally theorem) 23
3. 2차원 물체에 작용하는 힘의 특성 30
3.1. 문제의 정식화와 해법 30
3.2. 흡입점(sink)에 기인하는 힘 32
3.2.1. 흡입점이 대칭면 상에 있는 경우 32
3.2.2. 흡입점이 대칭면 상에 있지 않은 경우 35
3.2.3 한 쌍의 대칭 흡입점인 경우 38
3.3. 점와동(point vortex)에 기인하는 힘 43
3.3.1. 점와동이 대칭면 상에 있는 경우 43
3.3.2. 점와동이 대칭면 상에 있지 않은 경우 45
3.4. 쌍극점(dipole)에 기인하는 힘 49
3.4.1. 쌍극점이 대칭면 상에 있는 경우 49
3.4.2. 쌍극점의 축이 임의의 방향인 경우 52
3.4.3. 쌍극점이 대칭면 상에 있지 않은 경우 55
3.4.4. 일반적인 쌍극점의 경우 57
4. 3차원 물체에 작용하는 힘의 특성 61
4.1. 문제의 정식화와 해법 61
4.2. 축대칭 유동에 대한 엄밀해 62
4.2.1. 흡입점에 기인하는 힘 62
4.2.2. 쌍극점에 기인하는 힘 68
4.3. 3차원 유동에 대한 엄밀해 72
4.3.1. 흡입점에 기인하는 힘 72
4.3.2. 쌍극점에 기인하는 힘 75
4.4. 선도항 근사 79
5. 물체에 작용하는 힘의 계산 82
5.1. 2차원 물체에 대한 계산 82
5.1.1. 흡입점이 있을 경우 82
5.1.2. 점와동이 있을 경우 87
5.1.3. 쌍극점이 있을 경우 89
6. 결론 96
6.1. 2차원 물체에 작용하는 힘의 특성 요약 96
6.2. 3차원 물체에 작용하는 힘의 특성 요약 97
6.3. 결론 및 제언 97
참 고 문 헌 99
ABSTRACT 100

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