동일입자추적기법을 이용한 트랜섬선미 후류 난류유동특성에 관한 연구 = A Study on the Turbulent Flow Characteristics in the Wake of Transom Sterns using PIV Method

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 트랜섬 선미 후류 난류유동 특성을 알아보기 위하여 Re = $3.5{\times}10^3$ 및 Re = $7.0{\times}10^3$에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 적용하여 실험을 수행하였다. 트랜섬 선미의 형상은 선저와 트랜섬이 이루는 각을 기준으로 $45^{\circ}$(모델 A), $90^{\circ}$(모델 B) 및 $135^{\circ}$(모델 C)로 구분하여 적용하였다. 모델의 침수깊이는 40 mm로 자유수면과 접하도록 설치하였다. 난류유동을 평균하여 난류강도, 레이놀즈 응력, 난류운동에너지에 대한 통계적 유동정보를 제공하였다. 난류강도는 자유수면과 모델의 하부 박리유동과의 상호작용으로 강하게 작용하며, 레이놀즈 응력과 난류운동에너지는 모델 C형(Raked transom)에서 낮은 분포가 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

An experiment was carried out to figure out the turbulence flow characteristics in the wake of the transom stern's 2-dimensional section by 2-frame grey level cross correlation PIV method at Re= $3.5{\times}10^3$, Re= $7.0{\times}10^3$. The angles of transom stern are $45^{\circ}$(Model "A"), $90^{\circ}$(Model "B") and $135^{\circ}$(Model "C") respectively. The depth of wetted surface is 40mm from free surface. Strong turbulence intensity appears at the interaction between the flow separation of the bottom of a model and the free surface. This study provides statistic flow information such as turbulence intensity, Reynolds stress and turbulence kinetic energy. Model C type (Raked transom) has low Reynolds stress and turbulence kinetic energy.

참고문헌 (Reference)

1 김우전, "트랜섬 선미 후방의 점성 유동장 Topology 관찰" 대한조선학회 42 (42): 322-329, 2005

2 오대균, "직사각형 형상의 표면조도 변화에 의한 난류변동분 해석" 해양환경안전학회 17 (17): 167-172, 2011

3 이민호, "인돌렌-메탄올 대체연료의 연료 특성과 엔진 성능에 관한 연구" 한국액체미립화학회 9 (9): 53-66, 2004

4 조대환, "수중 장애물의 하부틈새 크기가 하류 유동장에 미치는 영향" 해양환경안전학회 14 (14): 333-338, 2008

5 배황, "고정익 끈와류의 난류 운동에너지분배 특성" 23 (23): 1444-1452, 1999

6 이경우, "PIV기법을 이용한 트랜섬 선미 후류 점성유동장 계측" 한국항해항만학회 35 (35): 805-810, 2011

7 이만복, "PIV기법을 이용한 정사각 실린더의 근접후류에 관한 연구 (II)" 대한기계학회 25 (25): 1417-1426, 2001

8 Yamano, T., "Effect of transom stern bottom profile from on stern wave resistance - an experimental study-" (239) : 1-10, 2003

9 Kyoung, J. H., "A numerical method for a high-speed ship with a transom stern" 8 (8): 8-17, 2004