Journal of the Society of Naval Architects of Korea (대한조선학회논문집)

The Society of Naval Architects of Korea (대한조선학회)
권호 표지

A Numerical Calculation of Viscous Flow around a Hydrofoil Advancing beneath the Free Surface

자유수면 아래서 전진하는 수중익 주위의 점성유동 해석

  • 박종진 (인하대학교 대학원 선박해양공학과) ;
  • 정세민 (인하대학교 대학원 선박해양공학과) ;
  • 이영길 (인하대학교 선박해양공학과) ;
  • 이승희 (인하대학교 선박해양공학과) ;
  • 홍성완 (인하대학교 선박해양공학과)
  • Published : 1995.08.01
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Abstract

In the present paper, flow characteristics and free surface waves generated by a submerged hydrofoil advancing with an uniform speed are calculated. Using a numerical method based on a MAC(Marker And Cell) method, the Navier-Stokes and the continuity equations are solved to simulate flow fields around the hydrofoil. Computations are carried out in a rectangular grid system in which grids are concentrated near the foil and the free surface to improve numerical accuracies. Viscous flow phenomenas including pressure distributions are computed. Moreover, the influences of submerged depths upon the generated wave profiles and the wave breaking phenomena are also investigated. Experiments are performed at the towing tank of Inha University to measure free surface wave elevations due to the advancing hydrofoil. The computational results are compared with the present and the other available experimental data to show the accuracy of the numerical method developed.

본 연구에서는 자유수면 아래서 일정한 속도로 전진하는 수중익에 의한 유동현상을 수치적으로 계산하였다. 수치계산은 MAC(Marker and Cell) 방법에 기초한 Navier-Stokes방정식의 수치해석법을 이용하여 직사각형격자계에서 수행하였으며, 날개와 자유수면 부근에는 계산정도를 높이기 위하여 격자를 집중시켰다. 자유수면 파형 및 수중익 주위의 압력분포와 점성유동현상도 계산하였으며, 수중익의 잠긴 깊이에 따른 파형의 변화와, 쇄파(breaking wave)현상에 대하여서도 수치적으로 해석하였다. 또한, 선형시험수조에서 모형시험을 수행하여 깊이변화에 따른 파형을 계측하였다. 검증을 위하여 수치계산결과들을 이 실험 및 다른 실험결과들과 비교하고 계산정도를 확인하였다.

Keywords