콴다 효과를 응용한 고 양력 혼타의 실험적 연구

초록

타는 선박의 조정성능에 매우 중요한 요인이다. 특히 항구 근처에서 저속으로 운항 할 때, 저속 비대선은 종종 타력이 불충분하여 강제로 예인되기도 한다. 따라서 고 양력 타 설계를 위한 필요성이 증가되어 지고 있다. 기존의 연구들에서는 타 단독에 대한 연구들이 많이 선행되어 왔지만 실제로 타는 선체와 프로펠러 후류에 위치하고 있기 때문에, 본 연구에서는 타 단독 상태, 선체-타, 선체-프로펠러-타의 상호작용에 관한 실험과 수치계산을 수행하였다. 타 표면에서의 유한유선(limited streamline)을 가시화하는 방법 중의 하나인 페인트 시험을 수행하였고, 수치계산과 비교하였다. 이 결과를 참고하여 혼타에 고 양력을 발생하기 위한 방법 중에 하나인 콴다 효과를 적용하였다. 타의 단독상태, 선체와 프로펠러로 인하여 교란된 유동장에 위치해 있는 타의 상태에서 각각 실험을 수행하였다. 또한 수치계산을 이용하여 선체반류가 타로 유입되는 평균유속, 프로펠러 0.7R에서의 평균유속을 산출하였고 이를 제트 모멘텀 계수 산출시 사용되는 타의 유입속도에 적용 하였다. 실선 적용을 위하여 타의 앞날에 물 제트의 흡입구를 만들었고 이로 인한 타의 힘 성분들을 비교하여 평가하였다.