전산 해석을 통한 유선 방향 미세 구조 적용 SUBOFF 모델에 나타나는 항력 효과 관찰

김승기; 장경식; 이상욱; 김민재; 윤재문; 유재영

doi:10.3795/KSME-B.2024.48.7.405

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저자정보: 김승기 (HD 현대중공업) 장경식 (울산대학교) 이상욱 (울산대학교) 김민재 (국방과학연구소) 윤재문 (국방과학연구소) 유재영 (고려대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 B권 대한기계학회논문집 B권 제48권 제7호(통권 제466호)

발행연도: 2024.7

수록면: 405 - 414 (10page)

DOI: 10.3795/KSME-B.2024.48.7.405

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2024

전산 해석을 통한 유선 방향 미세 구조 적용 SUBOFF 모델에 나타나는 항력 효과 관찰

김승기 , 장경식 , 이상욱 외 3명 대한기계학회 논문집 B권 2024.07 학술저널

2023

(LORL) 전산 해석을 통한 유선 방향 미세 구조 적용 SUBOFF 모델에 나 타나는 수중 항력 효과 관찰

김승기 , 장경식 , 이상욱 외 3명 대한기계학회 춘추학술대회 2023.11 학술대회자료

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수중 운동체는 국방의 목적뿐만 아니라, 해저 탐사 등의 목적으로도 사용되고 있는 다목적 운동체이다. 본 연구에서는 수동적인 항력 감소 효과가 있다고 알려진 V자형 미세 구조를, SUBOFF 모델에 유선 방향으로 적용했을 때 어떠한 항력 효과가 있는지 확인해 보고자 한다. 기존의 미세 구조를 적용하지 않은 매끄러운 표면의 SUBOFF 모델과 총 여섯 가지 경우의 마이크로미터 크기 미세 구조(h = 50, 100, 200, 250, 400, 500 μm), 총 일곱 가지의 모델에 대하여 전산 해석을 진행했다. 결과적으로 h가 100 μm인 경우에서는 총 항력이 약 3% 감소했지만, 항력 효과 임계점을 지난 h가 500 μm인 경우에서는 총 항력이 약 3% 증가했다. 본 연구를 통해, 수중 운동체에 V자형 미세구조를 적용할 때 유동 특성 및 미세구조의 크기 등을 종합적으로 고려한 설계가 필요하다는 관점을 제시한다.

#Underwater Vehicle(수중 운동체) #Surface Treatment(표면 처리) #V-Type Riblet(V자형 미세구조) #Drag Reduction(항력 감소) #Flow Direction(유동 방향)

참고문헌 (20)

참고문헌 신청

Fu, Y. F., Yuan, C. Q. and Bai, X. Q., 2017, “Marine Drag Reduction of Shark Skin Inspired Riblet Surfaces,” Biosurface and Biotribology, Vol. 6, No. 1, pp. 11~24.

Agostini, L., Toubr, E. and Leschziner, M. A., 2015, “The Turbulence Vorticity as a Window to the Physics of Friction-Drag Reduction by Oscillatory Wall Motion,” International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 51, pp. 3~15.

Ceccio, S. L., 2010, “Friction Drag Reduction of External Flows with Bubble and Gas Injection,” Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 42, pp. 183~203.

Nguyen, H. T., Chang, K., Lee, S. W., Ryu, J. and Kim, M., 2022, “Numerical Prediction of Turbulent Drag Reduction with Different Solid Fractions and Distribution Shapes over Superhydrophobic Surfaces,” Energies, Vol. 15, No. 18, Article 6645.

Bixler, G. D. and Bhushan, B., 2013, “Fluid Drag Reduction with Shark-Skin Riblet Inspired Microstructured Surface,” Advanced Functional Materials, Vol. 23, No. 36, pp. 4507~4528.

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