2축 프로펠러를 가진 57m급 차도선의 연료절감 부가물 개발에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 스트럿으로 지지된 2축 프로펠러를 가진 57m급 차도선의 연료절감부가물개발에 관한 결과를 다루었다. 본 차도선은 실제 운항 중인 선박이며 이의 선미부 스트럿에 새로운 Pre-swirl타입의 새로운 연료절감 부가물인 BF1, BF2, BF1+LS, LS의 형상을 좌현과 우현에 대칭으로 부착하여 프로펠러 회전방향으로 인해 비효율적으로 흐르는 유동을 통제하는 역할을 하게 하였다. 이는 기존의 Pre-swirl Stator와 비교했을 때 프로펠러 반경의 반절길이의 수평 Fin과 부착하는 Fin의 수를 줄여 선미 부의 하중을 감소 시킬 것이며 제작비용이 절감되고 유지보수가 용이할 것으로 예상된다. 서로 다른 형태의 네 가지 다른 디자인은 쉽플로우를 이용한 CFD이론계산에 의해 질적 분석이 수행되었고 그 중 두 가지 경우에 대하여 예인수조에서의 모형시험이 수행되었다. 선미부에 부착 된 Fin은 프로펠러에 흐름을 유도하고 wake peak를 감소하여 프로펠러면에서의 wake를 균일하게 유도하였다. 한 방향으로만 회전하는 프로펠러로 인해 좌현과 우현의 수행이 다르게 되고 비대칭 압력분포는 선체에 악영향을 미치게 되나 후류 패턴을 바꾸어 프로펠러와 선미사이의 손실 에너지를 감소시키는 역할을 하게 하였다. 기존의 stator와 비교하여 짧은 길이의 Fin으로 기존의 것과 같은 효과를 나타낼 수 있으며 예인수조시험 결과는 계획속도의 만재상태에서 2%의 동력을 얻을 수 있다는 결론을 얻었다.