신개념 기계식 선박평형수 처리장치의 디스크 형상에 따른 유동특성에 관한 수치해석 연구
Numerical study on fluid characteristics due to disc shape in a novel mechanical ballast water treatment system
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초록
최근에 국제해사기구(IMO)에서 선박 평형수 처리장치(Ballast water treatment system, BWTS)와 관련된 국제 규정을강화함에 따라 이에 대응할 수 있는 BWTS 기술개발의 중요성이 대두되고 있다. 지금까지는 세계 각국에서 선박 평형수처리기술을 처리방식에 따라 크게 물리적 방식(막분리, 원심분리, 자외선 등)과 화학적 처리방식(염소처리, 오존처리, 화확약품 등)으로 개발하여 왔으나, 기존의 기술 방식들은 추가적인 구동전력, 낮은 생산성, 잔류처리 문제 등으로 기술적인 보완이나 대안이 요구되고 있다. 본 연구에서는 기존과는 다른 새로운 방식의 기계식 방식 평형수 처리장치의 설계를 위한 유동해석 연구이다. 고속 회전하는 몇 가지 디스크 형상에 따라 유동에서 발생하는 여러 가지 유동특성을 전산유체해석(CFD)를 통하여 분석하였다. 평판형 및 계단형 형상에서는 반경을 따라서 국부적으로 공동현상이 발생가능하며,원주형에서는 전단응력 강도를 높일 수 있었다.
Abstract
As the recent regulation of Internaional Maritime Organization (IMO) is enforced, the advanced technology of Ballastwater treatment system (BWTS) is needed to meet its requirements. Until now, there are two kinds of the BWTS technologiessuch as physical methods (Membrane and UV) and chemical methods (Chlorin and Ozone). However, these conventional methodshave some limitations of auxiliary power, low productivity, residual treatment and etc. In order to overcome these problems,this paper introduces the new kind of BWTS based on mechanical principle and investigates the effect of rotating discshapes on flow characteristics between rotating and stationary discs by computational fluid dynamics (CFD). Planar and Steptypes can make the local cavitation generated along radius, and Circular type can increase the intensity of shear stress.
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