Proposal for Improvement in Prediction of Marine Propeller Performance Using Vortex Lattice Method

와류격자법에 의한 프로펠러 성능추정 향상을 위한 제안

Suh, Sung-Bu

  • Received : 2011.08.09
  • Accepted : 2011.08.16
  • Published : 2011.08.31


Current trends in propeller design have led to the need for extremely complex blade shapes, which place great demands on the accuracy of design and analysis methods. This paper presents a new proposal for improving the prediction of propeller performance with a vortex lattice method using the lifting surface theory. The paper presents a review of the theory and a description of the numerical methods employed. For 8 different propellers, the open water characteristics are calculated and compared with experimental data. The results are in good agreement in the region of a high advanced velocity, but there are differences in the other case. We have corrected the parameters for the trailing wake modeling in this paper, and repeated the calculation. The new calculation results are more in agreement with the experimental data.


Propeller design;Open water characteristics;Vortex lattice method;Lifting surface theory;Advanced velocity;Trailing wake modeling


  1. 김건도, 이창섭 (2005). "프로펠러 단독특성 향상을 위한 고차패널법의 적용", 대한조선학회논문집, 제42권, 제2호, pp 113-123.
  2. 김기섭, 김경열, 안종우 (2000). "예인수조와 캐비테이션 터널에서 프로펠러 단독특성의 실험적 상호관계 해석", 대한조선학회논문집, 제37권, 제1호, pp 26-39.
  3. 김영기, 이진태, 이창섭, 서정천 (1993). "포텐셜을 기저로 한 패널법에 의한 프로펠러의 정상성능해석", 대한조선학회논문집, 제30권, 제1호, pp 73-86.
  4. 문일성, 김영기, 이창섭 (1996). "포텐셜을 기저로 한 패널법에의한 프로펠러의 비정상유동해석", 대한조선학회논문집, 제33권, 제1호, pp 9-18.
  5. 백광준, 서성부, 전호환 (2000). "와류격자법에 의한 정상유동중의 상반회전 프로펠러 성능해석", 한국해양공학회지, 제14권, 제 2호, pp 36-43.
  6. 백광준, 서성부, 전호환 (2001). "고차경계요소법을 이용한 정상유동중의 프로펠러 해석", 대한조선학회논문집, 제38권, 제3호, pp 31-40.
  7. 백부근, 김진, 박영하, 김기섭, 김경열 (2005). "캐비테이션 터널에서 PIV를 이용한 프로펠러 후류 보오텍스 유동계측 및 거동해석", 대한조선학회논문집, 제42권, 제6호, pp 619-630.
  8. 백부근, 김경열, 김기섭, 이정엽, 이상준 (2010). "POD 방법을 이용한 불안정한 프로펠러 후류 해석", 대한조선학회논문집, 제47권, 제1호, pp 20-29.
  9. 서성부, 김기섭 (2010). "중형 공동수조에서의 프로펠러 단독특성에 대한 위벽효과 보정 연구", 한국마린엔지니어링학회지, 제34권, 제5호, pp 718-724.
  10. 서정천, 이창섭 (1984). "MAU 프로펠러 단독특성의 수식표현", 한국기계연구소 소보, 제11집, pp 95-101.
  11. 이창섭, 서성부, 이진태 (1990). "양력면 이론에 의한 프로펠러 성능해석", 선박해양기술, 제4호, pp 75-90.
  12. 장현길, 안병권, 문일성, 이창섭 (2010). "인터넷 기반 선박용 프로펠러 설계 및 해석 시스템 개발", 한국해양공학회지, 제24권, 제4호, pp 66-71.
  13. Lee, J.T. (1987). A Potential Based Panel Method for the Analysis of Marine Propellers in Steady Flow, Ph. D. thesis, MIT, USA
  14. Greeley, D.S. and Kerwin, J.E. (1982). "Numerical Methods for Propeller Design and Analysis in Steady Flow", Trans. SNAME, Vol 90, pp 415-453.
  15. Kerwin, J.E. and Lee, C.S. (1978). "Prediction of Steady and Unsteady Marine Propeller Performance by Numerical Lifting-Surface Theory", Trans. SNAME, Vol 86, pp 218- 253.
  16. Pyo, S.W. and Kinnas, S.A. (1997). Propeller Wake Sheet Roll-up Modeling in Three Dimensions, J. of Ship Research, Vol 41, No 2, pp 81-92.
  17. Suh, S.B. (2002). Analysis of a Propeller Performance by a Higher Order Boundary Element Method, Ph. D. thesis, BNU, KOREA.