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• W2344432954 abstract "기존의 수중운동체는 물과 완전히 접촉한 상태로 운동하며 이 때 물에 의한 마찰저항으로 인하여 운동의 속력 한계가 존재한 다. 초공동 기술은 수중운동체를 공동(cavitation)으로 감싸 물과 의 접촉면을 줄여 마찰저항을 감소시킴으로써 수중운동체 주행 속도를 크게 증가시킬 수 있는 기술이다. 초공동 기술은 군사선 진국을 필두로 1970년대부터 꾸준히 연구되고 있는 분야이다. 최근 국내에서도 초공동 관련 기초연구가 국방과학연구소 주관 으로 꾸준히 수행되고 있고 관련 논문도 다수 발표된 바 있다 (Ahn, et al., 2012; Kim & Lee, 2014; Kim, et al., 2013; Kim & Kim, 2014; 2015a; 2015b; 2015c; Lee, et al., 2013). 하지 만 그 수준이 기초연구단계이고 초공동 수중운동체 설계 관련 연 구는 전무한 실정이다. 국외에서 초공동 설계 관련 논문으로는 gradient-based 최적화 알고리즘 기반의 캐비테이터 형상 최적 화 기법 (Choi, et al., 2005)이 연구된 바 있고 실린더형 shell의 좌굴 안정성을 고려한 최적 설계 기법에 대한 연구 (Ahn & Ruzzene, 2006)도 수행된 바 있다. Alyanak, et al. (2006)은 초 공동 수중운동체의 크기, 형상 및 구조적 형상(configuration)에 관한 연구를 수행하였지만 운동체의 주행성능보다는 구조적인 관 점에 초점을 맞추었다. Ahn, el al. (2010)은 조종(maneuvering) 제약조건을 고려하여 초공동 수중운동체의 형상(configuration) 최적화를 수행하였다. 하지만 제약조건에 사용된 운동체 동역학이 발사 초기 천이영역을 고려하지 않았고 제어판의 길이 및 위치를 결정할 때 운동체의 안정성이 고려되지 않았다. 본 논문에서는 초공동 수중운동체의 최적 설계를 위한 선행연 구로서 운동체 설계 시 고려해야 하는 설계 제약조건에 관한 연구 를 수행하였다. 2장과 3장에서는 설계 제약조건을 결정하는데 필 요한 공동의 모델링과 운동체의 동역학 모델링에 대해서 서술하 였다. 운동체 동역학 모델링은 선형 모델링과 천이구간 모델링을 고려하였다. 4장에서는 본 논문의 주요 연구내용인 설계 제약조건 에 대한 연구 결과가 나타나 있다. 4.1절에서는 설계 변수를 정의 하고 4.2 – 4.6절에서는 설계 제약조건에 대해 서술하였다. 특히 4.6절에서는 운동체의 종축 안정성을 고려하여 핀의 길이를 결정 하는 안정성 제약조건에 대해 서술하였고 이를 반영한 설계 시 운 동체의 안정성을 확보할 수 있다. 5장에서는 4장에서 서술한 각각 의 제약조건 하에서 수치시뮬레이션을 수행하여 주요 설계변수인 캐비테이터 직경과 운동체 반경 또는 핀 길이의 변화가 초공동 수 초공동 수중운동체의 설계 제약조건에 관한 연구 김선홍 .김낙완†" @default.
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