혼타의 틈새유동을 고려한 타 형상에 관한 연구

초록

선박의 대형화 및 고속화 추세에 따라 일반적으로 사용되고 있는 혼타에도 과도한 부하가 발생하게 된다. 이로 인해 발생되는 캐비테이션은 침식 및 효율저하, 진동 등의 문제를 발생시킨다. 타 표면의 침식에 대해서는 보강재를 부착하고 있으나, 근본적인 해결이 되지 못하고 있으며, 효율저하 및 진동문제에 대해서도 여러 연구들이 진행되고 있으나, 활용 면에서 주목할 만한 결과는 아직 없는 것으로 보인다. 본 연구에서는, 혼타 장치 형상들에 있어서 캐비테이션 감소를 위한 기존 연구들을 바탕으로 핀틀부, 타의 상부 수직 틈새 그리고 가동부 타판에 발생되는 캐비테이션에 의한 침식 등의 문제를 해결하기 위해 타 형상 연구를 수행하였다. 타는 선체-프로펠러 후류에 위치하므로 상호 간섭효과로 인한 복잡한 유체역학적 거동을 보인다. 따라서 정도 높은 해석을 위하여 수치시뮬레이션 수행 시 선체-프로펠러-타의 상호 간섭효과를 고려한 후류를 적용하였다. 그리고 가동부 최대두께 위치 및 고정부의 크기 변화, 틈새 입·출구의 edgy 반경 변화에 따른 2차원 수치시뮬레이션을 수행하고, 그 해석 결과를 통해 타 주위의 유동 속도와 압력을 확인하며, 캐비테이션의 발생 및 감소효과를 파악함으로써 타 단면의 형상설계에 있어서 참고자료를 제시하였다.