KR20090034012A - Automated wake measurement system - Google Patents

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KR20090034012A
KR20090034012A KR1020070099137A KR20070099137A KR20090034012A KR 20090034012 A KR20090034012 A KR 20090034012A KR 1020070099137 A KR1020070099137 A KR 1020070099137A KR 20070099137 A KR20070099137 A KR 20070099137A KR 20090034012 A KR20090034012 A KR 20090034012A
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안종우
김경열
김기섭
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한국해양연구원
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Abstract

An automatic stern reverse flow instrumentation system is provided that the task efficiency is guaranteed since the wakerake measures the reverse flow. An automatic stern reverse flow instrumentation system comprises a wakerake(110) which measures the distribution of the transmitted echo formed in the tail end of propeller shaft, a measurement device(100) which includes an encoder(120) and a servo motor(130) rotating the wakerake within 0~360 degree, and a PC(Personal Computer)(200) which calculates the flux of the transmitted echo formed in the tail end of propeller shaft.

Description

자동화된 선미 반류 계측 시스템{Automated wake measurement system}Automated wake measurement system

본 발명은 기존의 계측 시스템에 존재하던 장축을 없애고 wakerake가 자동으로 각도 변환을 하면서 반류 분포를 계측하도록 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automated stern backflow measurement system that eliminates the long axis present in existing measurement systems and allows wakerakes to automatically measure the return distribution with angle conversion.

1. 기존의 1. Existing 반류Return 계측 시스템 Instrumentation system

기존의 반류 계측 시스템은 사용시에는 캐비테이션 터널에 설치되어 그 기능을 수행하지만(도 1, C), 평소 사용되지 않는 경우에는 wakerake 및 축지지대 A가 제거되고 비닐튜브들이 설치된 장축이 축지지대 B(도 2 참조)의 위치까지 이동되어 나오게 된다(도 1, D).Conventional return measurement systems are installed in the cavitation tunnel to perform their functions (Fig. 1, C), but when not in use, the wakerake and shaft support A are removed and the long axis with vinyl tubes installed is supported by the shaft support B (Fig. 1, C). 2 is moved to the position of (see Fig. 1, D).

2. 실험의 비효율성2. Inefficiency of the experiment

반류 계측 시스템에서 wakerake는 선미 후류의 분포를 계측하는 것이 목적이므로 0도부터 360도까지 각도 변화가 가능하여야 한다. 이를 위하여, 기존의 반류 계측 시스템은 캐비테이션 터널 외부에 2개의 조절레버를 가지고 있는데, 하나는 축을 앞뒤로 이동시킬 수 있는 병진레버이고 나머지 하나는 축을 0도부터 360도까 지 회전시킬 수 있는 회전레버이다.In the wake measurement system, the wakerake is intended to measure the distribution of the stern wake, so that the angle can be changed from 0 to 360 degrees. To this end, the conventional reflux measurement system has two control levers outside the cavitation tunnel, one of which is a translation lever that can move the axis back and forth, and the other which is a rotation lever that can rotate the axis from 0 to 360 degrees.

그런데, 유속 분포의 계측은 일반적으로 30 여개의 각도에 걸쳐서 수행되고, 상기 조절레버들은 수동으로 조절될 수밖에 없는 바, 실험시 어느 한 각도의 계측이 끝나면 회전레버를 돌려 wakerake를 다음 각도로 변화시키기 위하여 최소한 1명의 연구 인력이 장시간 실험에 참여하여야 했다.However, the measurement of the flow rate distribution is generally carried out over about 30 angles, and the adjustment levers have to be manually adjusted. When the experiment is finished, turn the rotary lever to change the wakerake to the next angle. At least one researcher had to participate in the experiment for a long time.

3. 유지보수의 문제점3. Problems with Maintenance

기존의 반류 계측 시스템의 경우 10m 이상의 장축 내부에 비닐튜브들이 설치되기 때문에 비닐튜브들이 손상을 입어 누수가 일어나면 이를 교체하기 위하여 장축을 캐비테이션 터널로부터 제거하여야 했으며, 장축 내부에 비닐튜브가 설치되다 보니 손상 부위를 찾아내는 데도 시간이 많이 걸렸지만 장축의 해체 및 재조립에도 많은 시간과 인력이 소요되었다. 그 결과 유지보수를 위한 기간이 일반적으로 10일 정도나 소요되었다.In case of the conventional reflux measurement system, the vinyl tubes are installed inside the long axis of more than 10m. If the vinyl tubes are damaged and the leak occurs, the long axis must be removed from the cavitation tunnel to replace it, and the vinyl tube is installed inside the long axis. It took a long time to find the site, but it took a lot of time and manpower to dismantle and reassemble the long axis. As a result, the maintenance period was typically around 10 days.

또한, 도 1에서 보는 바와 같이 장축을 캐비테이션 터널로부터 제거(C → D)하다 보니 실험실은 반드시 장축 길이 이상의 공간을 확보해야 했으므로 건물의 공간을 효율적으로 활용할 수 없는 문제가 있었다.Further, as shown in FIG. 1, since the long axis is removed from the cavitation tunnel (C → D), the laboratory must secure a space longer than the long axis length, and thus there is a problem in that the space of the building cannot be efficiently used.

한편, 이러한 유지보수도 문제이지만, 유지보수 기간 동안 다른 실험을 할 수가 없어 캐비테이션 터널 활용도가 상당히 낮을 수밖에 없었으며 유지보수 계획 수립에도 상당한 어려움이 있었다.On the other hand, this maintenance is also a problem, but due to the lack of other experiments during the maintenance period, the utilization of the cavitation tunnel was inevitably low, and there was a considerable difficulty in planning the maintenance.

4. 배경소음의 증가4. Increased background noise

캐비테이션 터널에서 소음시험을 수행하려면 캐비테이션 터널 자체의 배경소음 수준이 낮아져야 한다. 이때, 캐비테이션 터널 내부에 각종 부가물이 존재하는 것은 그 만큼 배경소음을 증가시킬 수 있다.To perform noise tests in a cavitation tunnel, the background noise level of the cavitation tunnel itself must be lowered. At this time, the presence of various additives in the cavitation tunnel may increase the background noise by that much.

기존의 반류 계측 시스템의 경우에는 특히 프로펠러에서 발생한 캐비테이션이 도 2에 도시된 축 지지대 B와 후방 vane에 영향을 주어 발생하는 진동 및 소음이 청각으로도 바로 감지될 정도였다. 따라서, 기존의 반류 계측 시스템은 캐비테이션 터널에서 추진 장치에서 발생하는 소음연구를 수행하기 위하여 반드시 제거되어져야만 했다.In the case of the conventional reflux measurement system, the cavitation generated from the propeller affects the shaft support B and the rear vane shown in FIG. Thus, the existing wake measurement system had to be removed to conduct noise studies in the propulsion system in the cavitation tunnel.

5. 설치의 문제점5. Problems with Installation

기존의 반류 계측 시스템의 경우 축지지대 B는 고정이지만, 축지지대 B와 비슷한 형태인 축지지대 A는 탈부착형으로 별도의 설치를 해야 하며 설치시 정확한 중심을 조절하여야 한다. 이때, 설치자의 숙련도에 따라 축지지대 A의 설치시간과 정도에 차이가 나타나 설치자가 누구인가에 따라 실험 결과도 차이가 나는 문제가 있었다.In the conventional reflux measurement system, the shaft support B is fixed, but the shaft support A, which is similar in shape to the shaft support B, is detachable and needs to be separately installed. At this time, the difference in the installation time and degree of the shaft support A according to the skill of the installer, there was a problem that the experimental results also differ depending on the installer.

또한, 축지지대 A의 설치 후 10m 이상의 장축 안에 설치된 20개 이상의 비닐튜브에 공기를 모두 제거하고 물을 채워주어야 하는데, 비닐튜브의 길이가 길어 공기를 제거하는 데도 상당한 시간이 소요되었다(설치 및 실험 준비시간 약 8시간).In addition, after the installation of the shaft support A, all 20 or more vinyl tubes installed in a long shaft of 10 m or more have to be removed and filled with water. The length of the vinyl tube is long, and it takes a long time to remove the air (installation and experimentation). Preparation time about 8 hours).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 기존의 계측 시스템에 존재하던 장축을 없애고 wakerake가 자동으로 각도 변환을 하면서 반류 분포를 계측하도록 함으로써, 시스템의 설치 및 유지보수가 쉬워지고 실험의 효율성이 높아지도록 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by eliminating the long axis existing in the existing measurement system and by measuring the wake distribution while the wakerake automatically converts the angle, the installation and maintenance of the system becomes easier and experimental It is an object of the present invention to provide an automated stern backflow measurement system that allows for higher efficiency.

본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other objects and advantages of the present invention will be described below, which are not limited to the matters set forth in the claims and the disclosure of the embodiments thereof, but also to the broader ranges by means and combinations within the range readily recited therefrom. Add that it will be included.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 캐비테이션 터널 관측부 내에서 자동으로 회전하면서 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 분포를 측정하는 wakerake(110)와, 상기 wakerake(110)를 0도에서 360도까지 회전시키는 엔코더(120) 및 서보모터(130)를 포함하는 계측장치(100); 및 상기 wakerake(110)로부터 수신한 정보로부터 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 유속을 계산하여 저장하고 상기 엔코더(120) 및 서보모터(130)에 대하여 상기 wakerake(110)를 다음 계측 각도로 회전시키도록 하는 명령을 내보내는 한편, 상기 wakerake(110)가 360도 회전하면서 모든 측정을 완료하면 취득된 결과를 정리하여 프로펠러 축의 후미 에서 형성되는 반류의 유속 분포를 도출해 내는 PC(200)를 포함하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템을 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention, the wakerake (110) for measuring the distribution of the backflow formed at the rear of the propeller shaft while automatically rotating in the cavitation tunnel observer, and the wakerake (110) 0 to 360 degrees A measurement device 100 including an encoder 120 and a servomotor 130 rotating up to and including; And calculating and storing the flow velocity of the return flow formed at the rear of the propeller shaft from the information received from the wakerake 110 and rotating the wakerake 110 with respect to the encoder 120 and the servomotor 130 at the next measurement angle. While the wakerake 110 rotates 360 degrees and completes all the measurements, the PC 200 includes a PC 200 for deriving the flow velocity distribution of the return flow formed at the rear of the propeller shaft. A stern wake measurement system is presented.

본 발명에 따르면, wakerake가 0도부터 360도까지 자동으로 각도 변환을 하면서 반류 분포를 계측하므로 실험이 진행되는 동안 관련 연구 인력이 타 업무에 투입됨에 따라 업무에 효율화를 기할 수 있고, 실험이 끝난 후에 본 발명은 캐비테이션 터널로부터 제거되므로 유지보수 기간 동안에도 다른 실험이 수행되는데 전혀 지장이 없고, 본 발명에서는 기존의 계측 시스템에 존재하던 장축이 사라지게 되었으므로 실험실을 물품보관 및 장비조립을 위한 다양한 공간으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 터널 배경소음도 동시에 개선할 수 있게 되었으며, 본 발명은 캐비테이션 터널과 같은 제원으로 만들어진 알루미늄 창에 유선형 몸체 및 wakerake가 부착한 완전 조립형으로 구성되어 있어서 쉽고 간편하게 설치할 수 있다.According to the present invention, the wakerake measures the regurgitation distribution while automatically converting the angle from 0 degrees to 360 degrees, so that the work can be efficiently performed as the relevant research personnel are put into other tasks during the experiment. Later, the present invention is removed from the cavitation tunnel so that other experiments can be performed even during the maintenance period. In the present invention, the long axis existing in the existing measurement system disappeared, so that the laboratory can be stored in various spaces for storing and assembling equipment. Not only can be utilized, but also the background noise of the tunnel can be improved at the same time, and the present invention can be easily and simply installed because it is composed of a streamlined body and a fully assembled type with a wakerake on an aluminum window made of specifications such as a cavitation tunnel.

본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other effects of the present invention, as well as those described in the above-described embodiments and claims of the present invention, as well as potential effects that may occur within the range that can be easily estimated therefrom and potential advantages that contribute to industrial development It will be added that it will be covered by a wider scope.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가 지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

1. 발명의 개요1. Overview of the Invention

본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템은, 캐비테이션 터널 관측부 내에서 자동으로 회전하면서 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 분포를 측정하는 wakerake(110)와 wakerake(110)를 0도에서 360도까지 회전시키는 엔코더(120) 및 서보모터(130)를 포함하는 계측장치(100), 그리고 wakerake(110)로부터 수신한 정보로부터 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 유속을 계산하여 저장하고 엔코더(120) 및 서보모터(130)에 대하여 wakerake(110)를 다음 계측 각도로 회전시키도록 하는 명령을 내보내는 한편 wakerake(110)가 360도 회전하면서 모든 측정을 완료하면 취득된 결과를 정리하여 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 유속 분포를 도출해 내는 PC(200)를 포함하여 이루어진다.Automated stern reflux measurement system according to the present invention, the wakerake (110) and wakerake (110) for measuring the distribution of the return formed in the rear end of the propeller shaft while automatically rotating in the cavitation tunnel observer from 0 to 360 degrees The flow rate of the return flow formed at the rear of the propeller shaft is calculated and stored from the measuring device 100 including the encoder 120 and the servomotor 130 to rotate, and the information received from the wakerake 110, and the encoder 120 and It sends out a command to rotate the wakerake 110 to the next measurement angle with respect to the servomotor 130, and when the wakerake 110 rotates 360 degrees and completes all the measurements, the acquired results are arranged and formed at the rear of the propeller shaft. And a PC 200 for deriving the flow velocity distribution of the wake.

본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템에서는 모형선 선미의 유동 분포를 캐비테이션 터널에서 재현하기 위하여 예인수조에서 계측된 모형선 프로펠러 면에서의 선미 유동 분포를 기반으로 황동망을 겹쳐 붙이는 방법으로 반류스크린(300, 도 4 참조)을 제작하여 도 3에 표시된 반류스크린 설치 위치에 설치한다.In the automated stern reflux measurement system according to the present invention, in order to reproduce the flow distribution of the model ship stern in the cavitation tunnel, the reflux screen is superimposed on the basis of the stern flow distribution on the model ship propeller surface measured in the towing tank. (300, see FIG. 4) to be installed in the mounting screen installation position shown in FIG.

이때, 계측장치(100)는 캐비테이션 터널 내의 원활한 유체 흐름을 유도하기 위하여 유선형의 몸체를 갖는다. 그리고, 몸체 내부에는 wakerake(110)와 서보모터(130)를 서로 연결하여 서보모터(130)의 회전력을 wakerake(110)에 전달하는 중심축(140)이 존재한다.At this time, the measuring device 100 has a streamlined body in order to induce a smooth fluid flow in the cavitation tunnel. In addition, there is a central axis 140 that connects the wakerake 110 and the servo motor 130 to each other to transfer the rotational force of the servo motor 130 to the wakerake 110 inside the body.

한편, 계측장치(100)는 캐비테이션 터널과 같은 제원으로 만들어진 알루미늄 창(500)에 부착되어 일체를 이루고 있으므로, 알루미늄 창(500)을 크레인으로 들어서 캐비테이션 터널 관측부 상부에 올려놓고 고정시키는 것만으로도 설치를 끝낼 수 있다.On the other hand, since the measuring device 100 is attached to the aluminum window 500 made of the same specification as the cavitation tunnel and is integrally formed, the measuring device 100 is lifted up by the crane and placed on the upper part of the cavitation tunnel observation unit and fixed. You can finish the installation.

프로펠러 축은 wakerake(110) 위치가 프로펠러 면에 위치하도록 이동시키고, 캐비테이션 터널 관측부 유속을 일정하게 조절하여 유속 분포를 계측한다.The propeller shaft moves the wakerake 110 position to the propeller surface, and constantly adjusts the cavitation tunnel observation flow velocity to measure the flow velocity distribution.

Wakerake(110)에는 10개의 피토관(111)이 설치되어 있어 0도부터 360도까지 변화시키면서 속도를 계측하면 반경방향 및 원주방향의 유속 분포를 구할 수 있다.The Wakerake 110 is provided with ten pitot tubes 111, and the velocity distribution in the radial and circumferential directions can be obtained by measuring the speed while changing from 0 degrees to 360 degrees.

반류스크린(300) 후류에서 계측된 유속과 모형선 선미 후류에서 계측된 유속분포를 비교하여 차이가 거의 없을 때까지 반류스크린(300)을 수정하고 계측하는 과정을 반복한다.The flow rate measured at the wake screen 300 and the flow rate distribution measured at the wake of the model ship stern are compared to repeat the process of modifying and measuring the wake screen 300 until there is almost no difference.

본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템은 다음과 같은 특성을 가지고 있다.The automated stern wake measurement system according to the present invention has the following characteristics.

2. 업무의 효율성2. Efficiency of work

Wakerake(110)는 반류 분포의 계측이 목적이므로 0도부터 360도까지 각도 변 화가 가능하여야 한다. 기존의 계측 시스템이 수동으로 각도 조절을 하여서 연구 인력이 과다하게 투입되는 비효율성을 개선하기 위하여, 본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템에서는 유선형 몸체를 갖는 계측장치(100) 안에 서보모터(130)와 엔코더(120)를 부착하여 자료취득 PC(200)에 연결하고 한 개의 각도에서 계측이 이루어지면 바로 다음 계측 각도로 회전하는 자동화된 계측장치를 구성하였다.Wakerake (110) is intended to measure the distribution of the return flow, so it must be possible to change the angle from 0 to 360 degrees. In order to improve the inefficiency of the existing measurement system by manually adjusting the angle by the excessive input of research personnel, in the automated stern reflux measurement system according to the present invention, the servomotor 130 in the measurement device 100 having a streamlined body. ) And an encoder 120 attached to the data acquisition PC 200 and configured an automated measuring device that rotates to the next measurement angle when the measurement is made at one angle.

반류스크린(300)을 캐비테이션 터널에 설치하고 PC(200)에서 자료취득프로그램만 작동시키면 일련의 실험을 수행한 후 결과까지 분석하는 작업을 자동적으로 수행하게 된다. 실험이 진행되는 동안 관련 연구 인력이 타 업무에 투입됨에 따라 업무에 효율화를 기할 수 있다.If the reflux screen 300 is installed in the cavitation tunnel and only the data acquisition program is operated on the PC 200, a series of experiments will be performed and analysis of the results will be performed automatically. As the relevant research personnel are put into other tasks during the experiment, the work can be made more efficient.

3. 유지보수의 편리함3. Convenience of maintenance

본 발명은 실험이 끝난 후에 캐비테이션 터널로부터 제거되므로 유지보수 기간 동안에도 다른 실험이 수행되는데 전혀 지장이 없다. 기존의 계측 시스템은 유지보수 공간을 확보하기 위하여 실험실 중 상당히 많은 공간을 별도로 활용할 수 없었는데, 본 발명에 의하면 실험실을 물품보관 및 장비조립을 위한 다양한 공간으로 활용할 수 있다.The present invention is removed from the cavitation tunnel after the end of the experiment, so that no other experiment is performed during the maintenance period. Existing metrology system was not able to utilize a considerable amount of space separately in the laboratory to secure a maintenance space, according to the present invention can be used as a variety of space for storage of goods and equipment assembly.

본 발명의 실시예에 따른 계측장치(100)의 유선형 몸체의 길이는 약 2m 정도이며, 4개의 part로 분해가 가능하여 비닐튜브의 교체나, 서보모터(130)의 고장시 즉시 유지보수가 가능하도록 구성하였다. 서보모터(130) 및 비닐튜브 교체의 경우 1일 안에 작업이 가능하다.The streamlined body of the measuring device 100 according to the embodiment of the present invention has a length of about 2m, and can be disassembled into four parts so that maintenance can be performed immediately when the vinyl tube is replaced or the servomotor 130 is broken. It was configured to. In the case of replacing the servo motor 130 and the vinyl tube, it is possible to work within 1 day.

4. 배경소음의 감소4. Background Noise Reduction

본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템에서는 기존의 계측 시스템에 존재하던 비닐튜브들이 내재된 장축 및 2 개의 축지지대 A, B(도 1 참조)가 제거되면서 터널 배경소음을 개선할 수 있게 되었다.In the automated stern reflux measurement system according to the present invention, it is possible to improve the tunnel background noise by removing the long axis and two shaft supports A and B (see FIG. 1) inherent in the vinyl tubes existing in the existing measurement system.

특히 기존의 계측 시스템에서는 프로펠러에서 발생한 캐비테이션이 지지대 및 장축에 영향을 주어 부차적인 소음발생이 문제로 나타났으며, 터널유속이 높은 경우에는 90도 굴곡부에서 장축 설치로 인한 유동의 문제로 소음이 크게 발생하여 소음실험을 수행하는데 어려움이 있었는데, 본 발명에 의하여 이런 문제가 해결되었다.In particular, in the existing measurement system, the cavitation generated from the propeller affects the support and the long axis, resulting in secondary noise.In the case of high tunnel flow rate, the noise is large due to the flow problem caused by the installation of the long axis at the 90 degree bend. There was a difficulty in performing the noise test occurred, this problem was solved by the present invention.

5. 설치의 편의성5. Convenience of installation

본 발명에 따른 계측장치(100)는 캐비테이션 터널과 같은 제원으로 만들어진 알루미늄 창(500)에 부착되어 일체를 이루고 있으므로, 알루미늄 창(500)을 크레인으로 들어서 캐비테이션 터널 관측부 상부에 올려놓고 고정시키는 것만으로도 설치를 끝낼 수 있다(도 5 참조).Since the measuring device 100 according to the present invention is integrally attached to the aluminum window 500 made of the same specification as the cavitation tunnel, only the aluminum window 500 is lifted by the crane and placed on the upper part of the cavitation tunnel observation unit. The installation can also be completed (see FIG. 5).

알루미늄 창은 캐비테이션 터널 관측부 기계가공 면에 설치되기 때문에 별도의 중심 조정 등이 필요 없으며, 초보자가 설치해도 전혀 문제가 없다. 설치시간이 기존의 계측 시스템에 비하여 매우 짧아졌으며, 비닐튜브의 길이도 짧아 비닐튜브 내부에 공기를 제거하는 시간도 매우 단축되었다(설치 및 실험 준비시간 약 2시간).Since the aluminum window is installed on the machining surface of the cavitation tunnel observer, no separate centering adjustment is required, and even a beginner's installation does not have any problem. The installation time is much shorter than the existing measurement system, and the length of the vinyl tube is also shortened, which shortens the time to remove air inside the vinyl tube (about 2 hours for installation and experiment).

6. 본 발명에 따른 자동화된 선미 6. Automated stern according to the present invention 반류Return 계측 시스템에 의한  By measuring system 반류Return 계측 과정 Metrology process

도 3과 같이 본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템의 설치가 완료되면 캐비테이션 터널 관측부의 유속을 조절한다.When the installation of the automated stern reflux measurement system according to the present invention as shown in FIG. 3 is completed, the flow rate of the cavitation tunnel observer is adjusted.

일정한 유속에서 계측장치(100)의 유선형 몸체 중심에 wakerake(110)가 연결된 중심축(140)은 서보모터(130)와 엔코더(120)에 연결되어 wakerake(110)의 실험 각도를 조절한다. 중심축(140) 내부에 20개의 비닐튜브들이 설치됨에 따라 ±180도를 회전하게 된다.The central axis 140 connected to the wakerake 110 at the center of the streamlined body of the measuring device 100 at a constant flow rate is connected to the servo motor 130 and the encoder 120 to adjust the experimental angle of the wakerake 110. As 20 vinyl tubes are installed in the central axis 140, the rotation is rotated ± 180 degrees.

Wakerake(110)에는 10개의 피토관(111)이 중심축(140)에서 반경별로 설치되어 있어 실험시 최대 10개의 반경에서의 유속 분포를 얻을 수 있다. 피토관(111)에는 동압과 정압을 계측할 수 있는 구멍이 뚫어져 있는데, 동압과 정압의 압력차를 이용하여 유속을 계산할 수 있다(베르누이 원리). 1개의 피토관(111)에 2개의 비닐튜브가 연결되므로 중심축(140)에는 총 20개의 비닐튜브가 연결되며, 동압관 Wafer(410)에는 동압관들이 정압관 Wafer(420)에는 정압관들이 연결된다.Wakerake (110) has 10 pitot pipes (111) are installed for each radius in the central axis (140) can obtain a distribution of the flow rate in the maximum 10 radii during the experiment. The pitot pipe 111 has a hole for measuring the dynamic pressure and the static pressure, the flow rate can be calculated using the pressure difference between the dynamic pressure and the static pressure (Bernui principle). Since two vinyl tubes are connected to one pitot tube 111, a total of 20 vinyl tubes are connected to the central axis 140, and dynamic pressure tubes are connected to the dynamic pressure pipe wafer 410 and positive pressure tubes are connected to the positive pressure pipe Wafer 420. do.

Wafer는 스캐니 밸브의 부속품으로서 같은 피토관(111)의 정압 및 동압관이 차압형 압력센서에 연결되도록 한다. 즉 Wafer는 10개의 피토관(111)에서 취득된 압력값을 1개의 압력센서로 계측할 수 있도록 하는 장치로서 일관적인 계측값을 얻을 수 있는 장점이 있다.Wafer is an accessory of the swan valve so that the positive pressure and dynamic pressure pipes of the same pitot pipe 111 are connected to the differential pressure type pressure sensor. That is, Wafer is an apparatus that can measure the pressure values acquired from the ten pitot pipes 111 by one pressure sensor, which has the advantage of obtaining a consistent measured value.

1개의 각도에서 여러 반경에서 압력계측을 수행하여 증폭기(Amp.)와 A/D converter를 거쳐 PC(200)에 전달하면 PC(200)는 유속을 계산하여 저장하고 다음 계측 각도로 wakerake(110)를 회전시키는 명령을 내보낸다. 이러한 모든 작업은 1개의 PC(200)에서 수행된다.When pressure measurement is performed at various radii at one angle and transmitted to the PC 200 through an amplifier and an A / D converter, the PC 200 calculates and stores the flow rate and wakewake 110 at the next measurement angle. Send a command to rotate. All these tasks are performed on one PC 200.

약 40개 각도에서 실험이 수행되며, 모든 실험이 종료하면, 취득된 결과를 재정리하여 도 6과 같은 유속분포를 얻을 수 있다. 이 모든 작업이 PC(200)에서 자료취득 프로그램을 작동시키면 자동적으로 수행된다.Experiments are performed at about 40 angles, and when all experiments are completed, the obtained results can be rearranged to obtain a flow rate distribution as shown in FIG. 6. All of these tasks are automatically performed when the data acquisition program is operated on the PC 200.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

도 1은 기존의 반류 계측 시스템을 나타내고 있다.1 shows a conventional wake measurement system.

도 2는 도 1에 표시된 축지지대 B를 나타내고 있다.FIG. 2 shows the shaft support B shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템을 나타내고 있다.3 shows an automated stern reflux measurement system according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 반류스크린(300)을 나타내고 있다.4 shows a wake screen 300 according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 계측장치(100)를 설치하는 상황을 나타내고 있다.5 shows a situation of installing the measuring apparatus 100 according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템에 의하여 도출된 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 유속 분포 계측 결과를 나타내고 있다.Figure 6 shows the flow rate distribution measurement results of the wake formed at the rear of the propeller shaft derived by the automated stern wake measurement system according to the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

100 : 계측장치100: measuring device

110 : wakerake110: wakerake

111 : 피토관111: pitot tube

120 : 엔코더120: encoder

130 : 서보모터130: servo motor

140 : 중심축140: central axis

200 : PC200: PC

300 : 반류스크린300: return screen

410 : 동압관 Wafer410: dynamic pressure pipe Wafer

420 : 정압관 Wafer420: Positive Pressure Tube Wafer

500 : 알루미늄 창500: aluminum window

Claims (11)

캐비테이션 터널 관측부 내에서 자동으로 회전하면서 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 분포를 측정하는 wakerake(110)와, 상기 wakerake(110)를 0도에서 360도까지 회전시키는 엔코더(120) 및 서보모터(130)를 포함하는 계측장치(100); 및A wakerake 110 for measuring the distribution of the return flow formed at the rear of the propeller shaft while automatically rotating in the cavitation tunnel observer, and an encoder 120 and a servomotor for rotating the wakerake 110 from 0 degrees to 360 degrees. A measuring device 100 comprising a 130; And 상기 wakerake(110)로부터 수신한 정보로부터 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 유속을 계산하여 저장하고 상기 엔코더(120) 및 서보모터(130)에 대하여 상기 wakerake(110)를 다음 계측 각도로 회전시키도록 하는 명령을 내보내는 한편, 상기 wakerake(110)가 360도 회전하면서 모든 측정을 완료하면 취득된 결과를 정리하여 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 유속 분포를 도출해 내는 PC(200)From the information received from the wakerake (110) to calculate and store the flow rate of the return flow formed at the rear of the propeller shaft and to rotate the wakerake (110) with respect to the encoder 120 and the servo motor 130 to the next measurement angle On the other hand, when the wakerake 110 completes all the measurements while rotating the 360 degrees, the PC 200 generates a flow velocity distribution of the return flow formed at the rear of the propeller shaft by arranging the obtained results. 를 포함하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern reflux measurement system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 제 1 항에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템은,The automated stern reflux measurement system according to claim 1, 모형선 선미의 유동 분포를 캐비테이션 터널에서 재현하기 위하여 예인수조에서 계측된 모형선 프로펠러 면에서의 선미 유동 분포를 기반으로 황동망을 겹쳐 붙이는 방법으로 제작한 반류스크린(300)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.In order to reproduce the flow distribution of the model ship stern in the cavitation tunnel, it further includes a reflux screen 300 fabricated by superimposing brass meshes based on the stern flow distribution on the model ship propeller surface measured in the towing tank. Automated Stern Return Measurement System. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계측장치(100)는,The measuring device 100, 유선형의 몸체를 갖는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern reflux measurement system, characterized by having a streamlined body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계측장치(100)는,The measuring device 100, 몸체 내부에 상기 wakerake(110)와 상기 서보모터(130)를 서로 연결하여 상기 서보모터(130)의 회전력을 상기 wakerake(110)에 전달하는 중심축(140)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.It further comprises a central axis 140 for connecting the wakerake 110 and the servo motor 130 in the body to transfer the rotational force of the servo motor 130 to the wakerake (110). Automated Stern Return Measurement System. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 계측장치(100)는,The measuring device 100, 캐비테이션 터널과 같은 제원으로 만들어진 알루미늄 창(500)에 부착되어 일체를 이루고 있어, 상기 알루미늄 창(500)을 크레인으로 들어서 캐비테이션 터널 관측부 상부에 올려놓고 고정시키는 것만으로도 설치를 끝낼 수 있는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.It is attached to the aluminum window 500 made of the same specification as the cavitation tunnel, and is integrally formed. The aluminum window 500 is lifted by a crane and placed on the upper part of the cavitation tunnel observation unit. Automated Stern Return Measurement System. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 wakerake(110)에는,The wakerake 110, 프로펠러 축의 후미에서 형성되는 반류의 동압과 정압을 계측할 수 있는 구멍이 뚫어져 있는 다수 개의 피토관(111)이 중심축(140)에서 반경별로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern reflux measurement system, characterized in that a plurality of pitot pipes 111 having a hole for measuring the dynamic pressure and static pressure of the back flow formed at the rear of the propeller shaft is installed in the central axis 140 by a radius. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 wakerake(110)에는,The wakerake 110, 총 10개의 피토관(111)이 중심축(140)에서 반경별로 일정한 간격을 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern reflux measurement system, characterized in that a total of 10 pitot pipes (111) are installed at regular intervals for each radius in the central axis (140). 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 각각의 피토관(111)에는,In each of the pitot tube 111, 동압과 정압을 계측할 수 있는 구멍에 대응하는 2개의 비닐튜브(정압관 및 동압관)가 연결되는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.An automated stern backflow measurement system, characterized in that two vinyl tubes (static pressure pipe and dynamic pressure pipe) corresponding to a hole capable of measuring dynamic pressure and static pressure are connected. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 각각의 피토관(111)에 연결되는 비닐튜브(정압관 및 동압관)들은 모두 중심축(140)에 내재하는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern reflux measurement system, characterized in that all of the vinyl tube (static pressure tube and dynamic pressure tube) connected to each of the pitot tube 111 is embedded in the central axis (140). 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 제 8 항에 따른 자동화된 선미 반류 계측 시스템은,An automated stern reflux measurement system according to claim 8, 상기 피토관(111)의 비닐튜브(정압관 및 동압관)를 한데 모아서 이를 차압형 압력센서에 연결시키는 Wafer를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern reflux measurement system, characterized in that it further comprises a wafer to collect the vinyl tube (static pressure tube and dynamic pressure tube) of the pitot tube 111 and connect it to the differential pressure type pressure sensor. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 Wafer는,The wafer, 동압관만을 한데 모으는 동압관 Wafer(410)와, 정압관만을 한데 모으는 정압관 Wafer(420)로 구분되는 것을 특징으로 하는 자동화된 선미 반류 계측 시스템.Automated stern backflow measurement system, characterized in that divided into a dynamic pressure pipe Wafer (410) to gather only the dynamic pressure pipe, and a positive pressure pipe Wafer (420) to gather only the positive pressure pipe.
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