본 논문에서는 상반회전 추진 프로펠러 이중축계의 회전 동특성을 정밀하게 분석하기 위한 수치해석 방법을 제안하였다. 제안된 해석 기법은 티모쉔코 보 이론 기반의 유한요소법을 이용하여 자이로스코픽 효과와 베어링 감쇠를 포함한 운동방정식을 정식화하였 다. 개발된 해석 코드는 기존 동축 회전체 모델과의 비교를 통해 검증되었으며, 고유진동수와 캠벨선도 결과가 매우 잘 일치함을 확인 하였다. CRP 축계의 시뮬레이션 결과 1차 공진모드에서 내축의 변위가 외축보다 커 축간 충돌 가능성이 높은 것으로 나타났다. 베어 링 강성 증가 시 고유진동수가 상승하여 공진영역을 회피할 수 있었으며, 축 직경 변화는 상대적으로 영향이 작았다. 제안된 해석 기 법은 상반회전 추진 이중축계의 설계 평가 및 진동 안정성 분석에 유용하게 활용될 수 있으며, 향후에는 비선형 베어링 특성 및 유체– 구조 연성효과를 포함한 확장 연구로 발전시킬 수 있을 것이다.

This study proposes a numerical analysis method for evaluating the dynamic characteristics of a counter-rotating propeller (CRP) dual shaft system. The developed method employs a finite element formulation based on Timoshenko beam theory, incorporating gyroscopic coupling and bearing damping effects to derive the governing equations of motion. The proposed in-house computational code was verified through comparison with a reference co-axial rotor model, demonstrating excellent agreement in both natural frequencies and Campbell diagram trends, thereby validating the accuracy of the formulation. A parametric investigation revealed that increasing the inter-shaft bearing stiffness effectively rises the natural frequencies, thereby avoiding critical resonances within the operational speed range, whereas the influence of shaft diameter was relatively minor. The proposed numerical approach offers a reliable and efficient analytical tool for the design evaluation and vibration stability assessment of CRP dual shaft propulsion systems. Future work will focus on extending the model to account for nonlinear bearing characteristics and fluid–structure interaction effects to enhance its predictive capability under practical operating conditions.

Abstract
1. 서 론
2. 축계 진동 해석 방법
3. 해석 시뮬레이션 검증
4. CRP 모델 해석 결과
5. 결 론
감사의 글
References
요 지

• 김재현(강릉원주대학교 기계공학과 조교수) | Jaehyun Kim (Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Gangneung-Wonju National University, Wonju, 26403, Korea) Corresponding author