The Flow Analysis of Supercavitating Cascade by Linear Theory

선형이론에 의한 Supercavitation 익렬의 유동해석

In order to reduce damages due to cavitation effects and to improve performance of fluid machinery, supercavitation around the cascade and the hydraulic characteristics of supercavitating cascade must be analyzed accurately. And the study on the effects of cavitation on fluid machinery and analysis on the performances of supercavitating hydrofoil through various elements governing flow field are critically important. In this study comparison of experiment results with the computed results of linear theory using singularity method was obtainable. Specially singularity points like sources and vortexes on hydrofoil and freestreamline were distributed to analyze two dimensional flow field of supercavitating cascade, and governing equations of flow field were derived and hydraulic characteristics of cascade were calculated by numerical analysis of the governing equations.

Supercavitation이 발생하는 익주위의 유동을 선형이론으로 해석하기 위하여 유동장에 용출과와를 분포시켜서 선형 적분방정식을 유도하고, 익의 영각과 cavitation 수의 변화에 따른 양력계수, 항력계수를 구하여 실험치와 비교하였다. 특이점법을 이용한 선형이론에 의하여 구한 계산치를 실험치와 비교한 결과 익의 영각이 작을 경우에는(${\alpha}<10^{\circ}$) 잘 일치하지만 영각이 클 경우(${\alpha}<10^{\circ}$)에는 오차가 크므로 선형이론에 의한 해석은 적합하지 않았다. 선형이론에 의한 해석에서 실험치와의 오차가 커지는 주요한 원인은 cavity의 모델이 서로 다르기 때문이며, 따라서 유한한 길이의 cavity가 발생하여도 교란속도는 무한한 후방까지 영향을 미치므로 익렬의 전후에서 운동량이 보존되도록 후류를 모델화하여야 함을 알았다.