KR102013182B1 - 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법 - Google Patents

잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법 Download PDF

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문시윤
임승민
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국방과학연구소
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Abstract

일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치는, 사용자로부터 잠수함의 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 입력 받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 통해 작전 일자 별 상기 잠수함이 노출되는 해수의 온도를 계산하는 해수 온도 계산부; 상기 해수 온도 계산부에서 계산된 해수 온도를 통해 상기 잠수함의 열교환기에 생성되는 파울링의 생성량을 계산하는 파울링 생성량 계산부; 및 상기 파울링 생성량을 기초로 작전 일자 별로 상기 열교환기의 예상되는 성능 저하율을 계산하는 성능 저하 계산부를 포함할 수 있다.

Description

잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법{SIMULATION APPARATUS AND METHOD PREDECTING PERFORMANCE DEGRADATION OF HEAT EXCHANGER IN SUBMARINE}
이하의 설명은 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.
잠수함에서는 기기 냉각 등을 위해 열교환기가 설치될 수 있다. 이 중 일부는 해수를 열침원으로 사용하여 열교환기 전열 표면과 해수와 직접적으로 접촉할 수 있다.
해수에는 미생물, 염화물, 그리고 부유 입자 등이 존재하기 때문에 이로 인해 열교환기 전열 표면에 염 결정화, 입자 침전, 부식, 생체 파울링 등의 해수 파울링이 발생할 수 있다.
이렇게 발생한 해수의 파울링은 열교환기의 열전달 성능을 떨어뜨리므로, 이에 대한 예방 및 사후 대처가 필요한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치는, 사용자로부터 잠수함의 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 입력 받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 통해 작전 일자 별 상기 잠수함이 노출되는 해수의 온도를 계산하는 해수 온도 계산부; 상기 해수 온도 계산부에서 계산된 해수 온도를 통해 상기 잠수함의 열교환기에 생성되는 파울링의 생성량을 계산하는 파울링 생성량 계산부; 및 상기 파울링 생성량을 기초로 작전 일자 별로 상기 열교환기의 예상되는 성능 저하율을 계산하는 성능 저하 계산부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치는, 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일이 저장되는 프로파일 저장부를 더 포함할 수 있고, 상기 해수 온도 계산부는, 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 상기 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일에 대입하여 상기 작전 일자 별 해수 온도를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치는, 상기 열교환기의 금속 두께, 금속 열전도 계수 및 파울링 열전도 계수가 저장되는 레퍼런스 저장부를 더 포함할 수 있고, 상기 성능 저하 계산부는, 상기 금속 두께, 금속 열전도 계수 및 파울링 열전도를 갖는 열 저항 모델을 통해 상기 파울링 생성량에 따라 증가되는 열 저항을 계산할 수 있다.
상기 입력부는 사용자로부터 지연 시간을 추가로 입력 받을 수 있고, 상기 파울링 생성량 계산부는, 입력된 상기 지연 시간 동안에는 상기 파울링의 생성량을 계산하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따른 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법은, 사용자로부터 잠수함의 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 입력 받는 작전 조건 입력 단계; 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 통해 작전 일자 별 해수 온도를 계산하는 해수 온도 계산 단계; 및 상기 작전 일자 별 해수 온도를 기초로 상기 잠수함의 열교환기의 작전 일자 별 성능 저하율을 계산하는 성능 변화 계산 단계를 포함할 수 있다.
상기 해수 온도 계산 단계는, 상기 작전 조건 입력 단계에서 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 사전에 저장된 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일에 대입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 성능 변화 계산 단계는, 작전 일자 별로 상기 열교환기에 발생하는 파울링의 생성량을 계산하는 파울링 생성량 계산 단계; 및 상기 파울링 생성량 계산 단계 이후에 수행되고, 상기 파울링의 생성량을 기초로 상기 파울링이 상기 열교환기 상에서 형성하는 열 저항을 계산하는 열 저항 계산 단계를 포함할 수 있다.
상기 성능 변화 계산 단계는, 상기 열 저항 계산 단계가 시간의 경과 순으로 모든 작전 일자 별로 수행된 이후, 작전 일자 별로 계산된 열 저항 증가량을 기초로 모든 작전 일자 별 성능 저하율을 계산하는 성능 저하율 계산 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 작전 조건 입력 단계는, 사용자로부터 지연 시간을 더 입력 받을 수 있고, 상기 성능 변화 계산 단계는, 상기 작전 일자가 상기 지연 시간을 경과하기 이전까지 상기 파울링 생성량 계산 단계를 수행하지 않을 수 있다.
일 실시 예의 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법에 의하면, 잠수함이 작전을 수행하기 이전에 작전 일자 별 잠수함의 예상 작전 경로를 통해서 파울링 영향에 따른 열교환기 성능 변화를 미리 예측할 수 있다.
일 실시 예의 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법에 의하면, 사용자가 임의의 잠수함 작전 조건을 입력하면, 열교환기 주변 해수 조건을 입력한 작전 시나리오에 맞게 계산하는 전처리 작업을 일괄적으로 수행할 수 있고, 이 과정에서 계산된 변수들을 파울링에 대한 상관식에 적용함으로써, 열교환기 열 전달 성능의 예측 감소량을 시각적으로 한눈에 파악할 수 있도록 표시할 수 있다.
일 실시 예의 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치 및 방법에 의하면, 작전기간 중 해수 파울링에 따른 열교환기의 열 전달 성능 감소량을 예측하고, 해당 열교환기의 적정 세척 및 대처 시기를 파악하는 데 사용할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법의 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 성능 변화 계산 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4는 사용자로부터 입력되는 잠수함의 작전 일자 별 위도를 나타내는 데이터이다.
도 5는 사용자로부터 입력되는 잠수함의 작전 일자 별 잠항 심도를 나타내는 데이터이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법에 따라 계산되는 작전 일자 별 잠수함 열교환기의 성능 저하율을 나타내는 데이터이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치(1)는, 잠수함이 작전을 수행하기 이전에 작전 일자 별 잠수함의 예상 작전 경로를 미리 입력받아 파울링 영향에 따른 열교환기 열 전달 성능 변화를 사전에 시뮬레이션할 수 있다.
예를 들어, 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치(1)는, 입력부(11), 프로파일 저장부(13), 해수 온도 계산부(12), 파울링 생성량 계산부(14), 레퍼런스 저장부(15) 및 성능 저하 계산부(16)를 포함할 수 있다.
입력부(11)는, 사용자로부터 예상되는 잠수함의 작전 일자 별 작전 경로를 입력 받을 수 있다.
예를 들어, 입력부(11)는, 사용자로부터 작전 일자 별 위도 및 작전 일자 별 잠항 심도를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 작전 일자 별 위도 및 작전 일자 별 잠항 심도는 작전 일 수를 하나의 기준 축으로 하여 작전 일자 별로 잠수함이 위치될 것으로 예상되는 위도 및 잠항 심도를 매칭한 데이터일 수 있다.
예를 들어, 작전 일자 별 위도 및 작전 일자 별 잠항 심도의 데이터는 각각 도 5 및 도 6과 같이 형성될 수 있다. 예를 들어, 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치(1)에서 작전 일자 별로 형성되는 "데이터"는, 작전 일자 별로 대응하는 상대 값을 매칭한 표, 그래프, 관계식 또는 행렬의 형식을 가질 수 있다.
예를 들어, 입력부(11)는 사용자로부터 파울링 생성 지연 시간(이하, 지연 시간)을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 지연 시간은 잠수함이 작전을 수행한 이후, 파울링 생성이 설정량 이상으로 발생하지 않는 기간일 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 잠수함의 열교환기의 구조 및 성능 등에 따라서 작전 초기에 파울링이 설정량 이상으로 생성되지 않는 기간을 사전에 입력부(11)에 입력할 수 있다.
프로파일 저장부(13)는, 사용자로부터 입력 받은 잠수함의 경로 또는 위치를 기준으로, 해당 위치에서의 해수의 온도를 나타내는 프로파일이 저장되어 있을 수 있다.
예를 들어, 프로파일 저장부(13)에는, 위도 별로 형성되는 해수의 표면 온도를 나타내는 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별로 형성되는 온도 차이를 나타내는 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일이 저장되어 있을 수 있다.
예를 들어, 상기 프로파일은, 입력부(11)를 통해 사용자로부터 사전에 입력되어 저장될 수 있다.
해수 온도 계산부(12)는, 입력부(11)로부터 입력 받은 작전 일자 별 위도 및 작전 일자 별 잠항 심도 데이터를, 프로파일 저장부(13)에 저장된 프로파일을 통해 잠수함이 작전 일자 별로 노출되는 해수의 온도 데이터를 예측할 수 있다.
파울링 생성량 계산부(14)는, 해수 온도 계산부(12)에서 계산된 작전 일자 별 해수 온도의 데이터를 통해 작전 일자 별로 발생하는 파울링의 생성량의 데이터를 사전에 설정된 관계식을 통해 계산할 수 있다.
레퍼런스 저장부(15)는, 잠수함의 열교환기의 전열 표면의 금속 두께 및 열전도 계수가 저장되어 있을 수 있고, 또한, 작전 시, 발생할 수 있는 생체 파울링의 열전도 계수가 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 금속 두께, 금속의 열전도 계수 및 파울링의 열전도 계수는 사용자로부터 입력부(11)를 통해 입력되어, 사전에 저장되어 있을 수 있다.
성능 저하 계산부(16)는, 파울링 생성량 계산부(14)에서 계산된 파울링 생성량을 기초로 작전 일자 별로 상기 열교환기의 예상되는 성능 저하율을 계산할 수 있다.
예를 들어, 성능 저하 계산부(16)는, 레퍼런스 저장부(15)에 저장된 열교환기의 금속 두께, 금속의 열전도 계수 및 파울링의 열전도 계수의 데이터와 파울링 생성량 계산부(14)에서 계산된 파울링 생성량을 토대로, 열 저항 모델을 형성할 수 있다.
따라서, 성능 저하 계산부(16)는, 열교환기의 전열 표면에 형성된 생체 파울링에 의해 형성되는 열 저항의 값을 열역학적 관계식을 통해 계산할 수 있고, 결과적으로, 잠수함의 작전 일자 별로 형성되는 열 저항의 증가량의 데이터를 계산할 수 있다.
예를 들어, 성능 저하 계산부(16)는, 열 저항의 증가량을 기초로 열교환기의 열 전달 성능이 작전 일자 별로 감소되는 비율을 계산할 수 있다. 예를 들어, 열 전달 성능 감소율은, 파울링이 없는 깨끗한 금속의 열 전달 성능 대비 파울링 발생 시 감소한 열 전달 성능이 감소되는 비율일수 있다.
성능 저하 계산부(16)는 계산된 열교환기의 열전달 성능 감소율 데이터를 디스플레이 또는 인쇄 장치와 같은 출력 장치를 통해 표 또는 그래프와 같은 가시적인 형태로 출력할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법의 순서도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 성능 변화 계산 단계를 나타내는 순서도이고, 도 4는 사용자로부터 입력되는 잠수함의 작전 일자 별 위도를 나타내는 데이터이고, 도 5는 사용자로부터 입력되는 잠수함의 작전 일자 별 잠항 심도를 나타내는 데이터이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법에 따라 계산되는 작전 일자 별 잠수함 열교환기의 성능 저하율을 나타내는 데이터이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법은, 도 1에 도시된 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치(1)를 통해, 잠수함의 작전 일자 별로 열교환기의 열 전달 성능이 저하되는 비율을 사전에 시뮬레이션 하는 방법일 수 있다.
잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법은, 작전 조건 입력 단계(41), 해수 온도 계산 단계(42) 및 성능 변화 계산 단계(43)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작전 조건 입력 단계(41)에서 사용자는 잠수함의 작전 일자 별 위도, 잠수함의 작전 일자 별 잠항 심도 및 지연 시간을 입력부(11)에 입력할 수 있다.
해수 온도 계산 단계(42)는, 해수 온도 계산부(12)가 작전 조건 입력 단계(41)에서 입력된 작전 일자 별 위도 및 잠수함의 작전 일자 별 잠항 심도를 통해 상기 잠수함이 작전 일자 별로 노출되는 해수의 온도를 계산하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 해수 온도 계산 단계(42)는, 상기 작전 조건 입력 단계에서 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도 데이터를 프로파일 저장부(13)에 사전에 저장된 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일에 대입하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 해수 온도 계산부(12)는 작전 일자 별 위도 데이터를 위도 별 해수 표면 온도 프로파일에 대입하여 작전 일자 별 해수 표면의 온도를 도출할 수 있고, 작전 일자 별 잠항 심도 데이터를 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일에 대입하여 작전 일자 별 해수 표면 온도로부터의 온도 차이를 도출할 수 있다.
따라서, 해수 온도 계산부(12)는 작전 일자 별 해수 표면의 온도와 작전 일자 별 해수 표면 온도로부터의 온도 차이를 연립하여 계산함으로써, 작전 일자 별로 잠수함의 열교환기가 노출되는 해수의 온도를 계산할 수 있다.
성능 변화 계산 단계(43)는, 해수 온도 계산 단계(42)에서 계산된 작전 일자 별 해수 온도 데이터를 기초로 상기 잠수함의 열교환기의 작전 일자 별 성능 저하율을 계산하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 성능 변화 계산 단계(43)는, 잠수함의 작전이 수행된 이후, 하나의 작전 일자에 대한 열교환기의 파울링에 의한 열 저항 또는 열전달 성능을 측정하는 과정을 시간의 경과 순서에 따라 모든 작전 일자 별로 반복적으로 계산하여, 그 데이터를 누적하는 방식으로 수행될 수 있다.
다시 말하면, 예를 들어, 작전 일 수가 총 n 일이라고 가정하였을 경우, 성능 변화 계산 단계(43)는 1일부터 n일 까지 n번 반복될 수 있다.
예를 들어, 성능 변화 계산 단계(43)는 지연 시간 확인 단계(431), 작전 일자 별 저장 단계(432), 경과 확인 단계(433), 파울링 생성량 계산 단계(434), 열 저항 계산 단계(435) 및 성능 저하율 계산 단계(436)를 포함할 수 있다.
지연 시간 확인 단계(431)는, 현재 성능 변화 계산 단계(43)를 수행하는 작전 일자가 작전 조건 입력 단계(41)에서 입력 받은 지연 시간 이하인지의 여부를 확인하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 작전 일자가 지연 시간 이하일 경우, 작전 일자 별 저장 단계(432)가 수행될 수 있고, 반대로 작전 일자가 지연 시간보다 클 경우, 경과 확인 단계(433)가 수행될 수 있다.
지연 시간 확인 단계(431)에 의하면, 작전 일자가 상기 지연 시간을 경과하기 이전까지 파울링 생성량 계산 단계(434) 및 열 저항 계산 단계(435)를 수행하지 않음으로써, 사용자가 입력한 지정 시간 내에서는 파울링의 생성이 고려되지 않을 수 있다.
작전 일자 별 저장 단계(432)는, 성능 저하 계산부(16)가 해당 작전 일자에 계산된 파울링의 생성량 및 그에 따라 생성된 열 저항 값의 데이터를 해당 작전 일자에 저장 또는 매칭하고, 다음 작전 일에 대한 성능 변화 계산 단계(43)를 준비하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 하나의 작전 일자에 대해 성능 변화 계산 단계(43)를 수행하는 경우, 해당 작전 일자가 지연 시간을 경과하지 않았을 경우, 성능 저하 계산부(16)는 파울링 생성량을 0으로 설정하고, 그에 따라 열 저항 증가량 값도 마찬가지로 0으로 설정하여 해당 작전 일자에 매칭 또는 기록할 수 있다.
반대로, 해당 작전 일자가 지연 시간을 경과했을 경우, 후술할 파울링 생성량 계산 단계(434) 및 열 저항 계산 단계(435)를 통해 파울링 생성량 및 열 저항 증가량을 계산할 수 있고, 성능 저하 계산부(16)는 계산된 상기 열 저항 증가량을 해당 작전 일자에 매칭 또는 기록할 수 있다.
경과 확인 단계(433)는, 성능 변화 계산 단계(43)가 수행되는 작전 일자가 작전 조건 입력 단계(41)에서 입력된 총 작전 일수를 경과하였는지 여부를 확인하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 경과 확인 단계(433)에서, 성능 저하 계산부(16)가 작전 일자가 총 작전 일수를 경과하였다고 판단한 경우, 성능 저하율 계산 단계(436)가 수행될 수 있다.
반대로, 성능 저하 계산부(16)가 해당 작전 일자가 총 작전 일수를 경과하지 않았다고 판단할 경우, 파울링 생성량 계산 단계(434)가 수행될 수 있다.
파울링 생성량 계산 단계(434)는, 파울링 생성량 계산부(14)가 작전 일자 별로 측정된 해수 온도를 통해, 잠수함의 열교환기의 전열 표면에 발생하는 생체 파울링의 양 또는 두께를 계산하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 파울링 생성량 계산부(14)는, 해수 온도 계산부(12)에서 측정된 작전 일자 별 해수 온도 데이터를 사전에 설정된 관계식에 대입하여 작전 일자 별로 생성되는 파울링의 양 또는 두께를 계산할 수 있다.
예를 들어, 파울링 생성량 계산 단계(434)는 하나의 작전 일자마다 시간 경과의 순으로 반복적으로 계산될 수 있다.
열 저항 계산 단계(435)는, 성능 저하 계산부(16)가 파울링 생성량 계산 단계(434)에서 계산된 파울링 생성량을 통해서 해당 생체 파울링이 형성하는 열 저항을 계산하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 열 저항 계산 단계(435)에서, 성능 저하 계산부(16)는 레퍼런스 저장부(15)에 저장된 열교환기의 전열 표면의 금속 두께, 열전도 계수 및 생체 파울링의 열 전도 계수와 파울링 생성량 계산 단계(434)에서 계산된 파울링 생성량을 기초로, 열 저항 모델을 형성하여, 해당 열 저항 모델에서 생체 파울링이 형성하는 열 저항의 증가량을 계산할 수 있다.
예를 들어, 열 저항 계산 단계(435)는, 이전의 파울링 생성량 계산 단계(434)와 같이, 하나의 작전 일자마다 시간 경과의 순으로 반복적으로 계산될 수 있다.
열 저항 계산 단계(435) 이후, 작전 일자 별 저장 단계(432)가 수행되어, 성능 저하 계산부(16)는 해당 성능 변화 계산 단계(43)가 수행되는 작전 일자에서 계산된 열 저항 증가량을 해당 작전 일자에 매칭 또는 기록할 수 있고, 그 이후, 그 다음의 작전 일자에 따른 성능 변화 계산 단계(43)가 다시 반복 수행될 수 있다.
성능 저하율 계산 단계(436)는, 성능 변화 계산 단계(43)가 수행되는 작전 일자가 총 작전 일수를 경과하였을 경우, 수행될 수 있다. 결과적으로, 성능 저하 계산부(16)는, 모든 작전 일자 별로 형성되는 열 저항 증가량을 계산한 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 성능 저하율 계산 단계(436)에서 성능 저하 계산부(16)는, 작전 일자 별로 형성되는 열 저항 증가량을 사전에 설정된 관계식에 대입하여 최종적으로, 잠수함의 전체 작전 과정에서, 작전 일자 별로 열교환기의 열 전달 성능이 감소되는 비율을 계산할 수 있다.
예를 들어, 성능 저하율 계산 단계(436)에서 성능 저하 계산부(16)는, 계산된 열교환기의 열 전달 성능 감소율 데이터를 그래프 또는 표 등의 가시적인 데이터의 형식으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 성능 저하율 계산 단계(436)에서 계산된 잠수함의 열교환기의 열 전달 성능 감소율 데이터는 도 6의 그래프와 같이 나타날 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (9)

  1. 사용자로부터 잠수함의 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 입력 받는 입력부;
    상기 입력부에 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 통해 작전 일자 별 상기 잠수함이 노출되는 해수의 온도를 계산하는 해수 온도 계산부;
    상기 해수 온도 계산부에서 계산된 해수 온도를 통해 상기 잠수함의 열교환기에 생성되는 파울링의 생성량을 계산하는 파울링 생성량 계산부;
    상기 파울링 생성량을 기초로 작전 일자 별로 상기 열교환기의 예상되는 성능 저하율을 계산하는 성능 저하 계산부; 및
    위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일이 저장되는 프로파일 저장부를 포함하고,
    상기 해수 온도 계산부는, 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 상기 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일에 대입하여 작전 일자 별 해수 온도를 계산하는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기의 금속 두께, 금속 열전도 계수 및 파울링 열전도 계수가 저장되는 레퍼런스 저장부를 포함하고,
    상기 성능 저하 계산부는, 상기 금속 두께, 금속 열전도 계수 및 파울링 열전도를 갖는 열 저항 모델을 통해 상기 파울링 생성량에 따라 추가적으로 형성되는 열 저항을 계산하는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치.
  4. 사용자로부터 잠수함의 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 입력 받는 입력부;
    상기 입력부에 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 통해 작전 일자 별 상기 잠수함이 노출되는 해수의 온도를 계산하는 해수 온도 계산부;
    상기 해수 온도 계산부에서 계산된 해수 온도를 통해 상기 잠수함의 열교환기에 생성되는 파울링의 생성량을 계산하는 파울링 생성량 계산부; 및
    상기 파울링 생성량을 기초로 작전 일자 별로 상기 열교환기의 예상되는 성능 저하율을 계산하는 성능 저하 계산부를 포함하고,
    상기 입력부는 사용자로부터 지연 시간을 추가로 입력 받을 수 있고,
    상기 파울링 생성량 계산부는, 입력된 상기 지연 시간 동안에는 상기 파울링의 생성량을 계산하지 않는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 장치.
  5. 사용자로부터 잠수함의 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 입력 받는 작전 조건 입력 단계;
    입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 통해 작전 일자 별 해수 온도를 계산하는 해수 온도 계산 단계; 및
    상기 작전 일자 별 해수 온도를 기초로 상기 잠수함의 열교환기의 작전 일자 별 성능 저하율을 계산하는 성능 변화 계산 단계를 포함하고,
    상기 해수 온도 계산 단계는,
    상기 작전 조건 입력 단계에서 입력된 상기 작전 일자 별 위도 및 잠항 심도를 사전에 저장된 위도 별 해수 표면 온도 프로파일 및 해수의 심도 별 온도 차이 프로파일에 대입하는 단계를 포함하는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 성능 변화 계산 단계는,
    작전 일자 별로 상기 열교환기에 발생하는 파울링의 생성량을 계산하는 파울링 생성량 계산 단계; 및
    상기 파울링 생성량 계산 단계 이후에 수행되고, 상기 파울링의 생성량을 기초로 상기 파울링이 상기 열교환기 상에서 형성하는 열 저항을 계산하는 열 저항 계산 단계를 포함하는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 성능 변화 계산 단계는,
    상기 열 저항 계산 단계가 시간의 경과 순서에 따라 모든 작전 일자 별로 수행된 이후, 작전 일자 별로 계산된 열 저항 증가량을 기초로 모든 작전 일자 별 성능 저하율을 계산하는 성능 저하율 계산 단계를 더 포함하는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 작전 조건 입력 단계, 사용자로부터 지연 시간을 더 입력 받을 수 있고,
    상기 성능 변화 계산 단계는, 상기 작전 일자가 상기 지연 시간을 경과하기 이전까지 상기 파울링 생성량 계산 단계를 수행하지 않는 잠수함 열교환기 성능 저하 예측 시뮬레이션 방법.
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