전기구동 림 추진기의 덕트 형상 최적화 연구

Abstract

본 연구에서는 수중 로봇에 사용되는 Hubless Rim-Driven Propeller(RDP)의 덕트 특성을 분석하였다. 선행연구에서는 전진비를 0.2-1로 하여 유동가시화 실험을 하였다. 덕트 전면의 와류는 전진비가 감소할수록 그 크기는 유지하면서 강도는 증가하였다. 따라서 덕트 형상의 최적화에 대한 연구가 필요하다. 기존의 프로펠러 추진기는 효율을 높이기 위해 가속/감속 덕트를 사용한다. 그러나 기존의 프로펠러와 달리 RDP 구조상 에어포일 형태의 가감속 덕트 적용이 불가능하다. 본 연구에서는 RDP의 덕트 형상에 따른 덕트 후류 특성, 추력 및 효율을 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. 6개의 덕트 모양이 설계하였다. 그 결과 덕트 후류 특성, 추력, 효율 등을 고려하여 최적화된 덕트 형상을 설계하였다. RDP 출구 폭을 덕트 끝단까지 일정하게 유지한 형상이 더 높은 추력과 효율을 보였다.