유체-구조 연성 효과를 고려한 복합소재 유연 프로펠러의 설계

Q: 이 논문에서 정의한 복합소재 프로펠러란 무엇인가?

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)과 같은 복합소재를 사용하여 제작된 프로펠러를 의미한다. 이는 기존 금속재 대비 경량화와 고강도 특성을 가지며, 뛰어난 피로 특성을 통해 유연한 변형 거동을 구현함으로써 운항 조건에 따른 성능 최적화가 가능한 구조적 특징을 갖는다.

Q: 복합소재 프로펠러의 적층 방식이 운항 효율에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 최적 적층 각도를 적용한 복합소재 프로펠러는 설계점 이외의 운항 조건에서 기존 금속재 대비 최소 1%에서 최대 10%까지 효율이 증대된다. 특히 하중에 따른 피치의 변화가 이러한 효율 증대 효과를 결정짓는 지배적인 요인으로 작용한다.

김지혜; 안병권; 김건도

doi:10.3744/SNAK.2020.57.2.061

학술저널 Full-text AI

저자정보: 김지혜 (충남대학교) 안병권 (충남대학교) 김건도 (한국해양과학기술원)

저널정보: 대한조선학회 대한조선학회 논문집 대한조선학회논문집 제57권 제2호(통권 제230호)

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Due to its flexibility of the composite propeller blade, it is necessary to design a shape capable of generating a desired load at a design point in consideration of the shape change of the propeller. In order to design it, we need to evaluate not only the hydrodynamic force around it, but also its structural response of flexible propeller according to its deformation. So, it is necessary to develop a design tool to predict the hydroelastic performance of a flexible propeller with deformation considering fluid-structure interaction and special operating conditions. Finally a design optimization tool for flexible propellermade of CFRP is required. In this study, a design methodology of the specific flexible composite propeller is suggested, considering fluid-structural interaction analysis of the specific flexible propeller.

#Composite propeller(복합소재 프로펠러) #Carbon Fiber Reinforced Plastic(CFRP, 탄소섬유감화플라스틱) #Vortex Lattice Method(VLM, 와류격자법) #Finite Element Method(FEM, 유한요소법) #Fluid-Structure Interaction(FSI, 유체-구조 상호 작용)

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