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초록·키워드
함정은 생존성 향상을 위해 적외선(IR) 신호 저감 기술을 적용하고 있으며, 연돌에서 배출되는 고온의 폐기가스는 상부구조물과 충돌하여 표면 온도를 상승시키고 적외선 신호 특성에 영향을 줄 수 있다. 폐기가스의 이동 및 충돌 특성은 절대풍뿐만 아니라 함정의 운항속도와 합성된 상대풍에 의해 달라지므로, 모든 풍향조건에 대해 열유동해석을 수행하기보다 충돌 가능조건을 사전에 선별할 필요가 있다. 본 연구에서는 한반도 주변 해역의 기상자료를 바탕으로 대표 절대 풍속 10.8 m/s를 선정하고, 순항 및 최대출력 조건에서 상대풍속과 상대풍향을 산출하였다. 또한 정상상태 열유동해석 결과와 비교하여 폐기가스의 상부구조물 충돌 특성을 분석하였다. 순항조건에서는 절대풍향 0°와 180°에서 폐기가스 충돌이 발생하였으며, 최대출력 조건에서는 0°~20°에서 직접 충돌이 확인되었다. 최대출력 조건에서는 상대풍향 약 8.4°~12.5° 사이에서 충돌 여부가 전환되었으나, 순항 180°와 같이 상대풍속이 낮은 경우에는 부력과 상부구조물 후류의 영향으로 충돌이 발생하였다. 따라서 상대풍향을 충돌 가능조건 선별을 위한 1차 지표로 활용하고, 낮은 상대풍속 조건을 추가 검토함으로써 CFD 해석조건을 효율적으로 축소할 수 있음을 확인하였다.
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