선박·잠수함 성능 예측을 위한 CFD 기반 유동 해석

CFD-based Hydrodynamic Performance Prediction for Ships and Submarines

연구 내용

선박·잠수함의 저항, 추진, 유동장 특성을 CFD로 예측하고 실험 및 해상성능 데이터와의 정합성을 확보하는 연구

RANS 및 DES(Detached Eddy Simulation) 기반 수치해석을 통해 선박 및 잠수함 주변의 복잡한 와류 구조와 국부 유동 특성을 계산합니다. 특히 격자 의존성을 포함해 난류 모델과 격자 해상도에 따른 압력·속도 분포 변화를 검토하여 예측 신뢰도를 확보합니다. 또한 조종성 부품인 트위스티드 러더의 유입각 보정 및 추진계 연계 해석을 수행하여 저항, 양력·항력, 자항 성능과 같은 성능 지표를 통합적으로 추정하는 데 차별성이 있습니다.

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연구 흐름

초기에는 SUBOFF 잠수함 모델을 대상으로 DES 기반으로 부가물과 선체 경계층 유동의 상호작용을 포함한 와류 현상을 격자 의존성 관점에서 해석하는 연구를 수행했습니다. 이후 트로이드 프로펠러의 오픈워터 성능을 CFD로 산정하며 모델별 유동 특성 파악을 확장했습니다. 최근에는 난류·거칠기 등 전(全)척도 조건의 민감도를 반영하여 쌍스크류 고속 선박의 자항 성능을 RANS로 예측하고, KRISO 벤치마크 및 해상시험 조건을 연동해 검증하는 흐름으로 심화되었습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

전(全)척도 자항 성능 예측
부가물·선체 형상 최적화
프로펠러-러더 연계 설계
거칠기 반영 해석 프레임워크
추진계 성능 검증용 시뮬레이션
해상시험 조건 재현 모델
유동장 기반 성능 상관식 구축
설계 단계 민감도 분석
형상 변경별 성능 스크리닝
수치해석 검증 데이터베이스 구축