Journal of the Society of Naval Architects of Korea (대한조선학회논문집)

The Society of Naval Architects of Korea (대한조선학회)
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Velocity Field Measurements of Propeller Wake Using a Phase-averaged PTV Technique

위상평균 PTV 기법을 이용한 프로펠러 후류의 속도장 측정

  • 백부근 (포항공과대학교 기계공학과) ;
  • 이상준 (포항공과대학교 기계공학과)
  • Published : 2002.08.01
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Abstract

Turbulent wake behind a ship propeller has been investigated using the adaptive hybrid 2-frame PTV(Particle Tracking Velocimetry). 400 instantaneous velocity fields were measured according to 4 different blade phases and ensemble-averaged to investigate the spatial evolution of the vortical structure of near wake within one propeller diameter downstream. The phase averaged mean velocity fields show the potential wake and the viscous wake formed by the boundary layers developed on the blade surfaces. As the tip vortex evolves downstream, the slipstream is contracted and the turbulent intensity is decreased with viscous dissipation and turbulent diffusion.

선박용 프로펠러 후류의 유동 특성을 적응형 하이브리드 2-frame PTV(Particle Tracking Velocimetry)기법을 적용하여 실험적으로 해석하였다. 프로펠러 위상각에 대해 위상평균하여 하류로 나아감에 따른 후류 유동의 발달과정을 연구하였으며, 주 유동 방향으로 날개의 뒷날로부터 프로펠러 직경만큼의 거리까지를 측정하였다. 하나의 날개에 대해 4개의 다른 위상각 각각에서 얻은 위상평균 속도장 결과는 프로펠러 날개의 압력 차이로 인해 발생하는 주기적인 날개끝 보오텍스가 하류로 이동해 나감을 보여주고 있다. 또한, 프로펠러 날개 표면을 따라 발달하는 경계층에 기인한 점성 후류는 축방향 속도성분의 결손을 가진다. 프로펠러 날개 뒷날에서 발생하는 후연 보오텍스는 하류로 나아감에 따라 수축되며 점성 소산으로 인해 그 세기 및 크기는 점차 작아졌다.

Keywords

References

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