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직사각형 평판 날개의 날개짓과 비틀림 운동에 대한 비정상 VLM 공력 해석

Aerodynamic Analysis of a Rectangular Wing in Flapping and Twisting Motion using Unsteady VLM

  • 발행 : 2006.03.31

초록

직사각형 평판날개의 날개짓과 비틀림 운동을 해석하기 위하여 비정상 와류격자법(VLM)을 이용하였다. 단순 상하 및 피칭 운동하는 날개에 대한 해석결과를 실험 및 다른 수치해석 결과들과 비교하여 복잡한 날개짓 비행을 모사하는데 본 방법을 사용할 수 있음을 보였다. 날개짓 각 진폭이 $20^{\circ}$인 경우에 여러 가지 비틀림 각과 무차원 주파수 변화에 대하여 직사각형 평판 날개의 양력, 추력 및 추진효율을 계산하였다. 계산 결과를 분석하여 주기적으로 변하는 비틀림이 날개짓 날개의 공력 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.

The unsteady vortex lattice method is used to model twisting and flapping motions of a rectangular flat plate wing. The results for plunging and pitching motions were compared with the limited experimental results available and other numerical methods. They show that the method is capable of simulating many of the features of complex flapping flight. The lift, thrust and propulsive efficiency of a rectangular flat plate wing have been calculated for various twisting angles and reduced frequency with an amplitude of flapping angle($20^{\circ}$). And the effects of the twisting on the aerodynamic characteristics of the flapping wing are discussed by examination of their trends.

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참고문헌

  1. Tracy E. Fritz, and Lyle N. Long, 'Object-Oriented Unsteady Vortex Lattice Method for Flapping Flight', Journal of Aircraft, Vol. 41, No. 6, 2004, pp1275-1277 https://doi.org/10.2514/1.7357
  2. 이정상, 김종암, 노오현, '저 레이놀즈수 유동에서 Flapping-Airfoil의 수치적 공력특성 연구', 한국항공우주학회지, 제30권 4호, 2002, pp.44-35
  3. Pennycuick, C. J., 'Power Requirements for Horizontal Flight in the Pigeon Columbia livia', Journal of Experimental Biology, Vol. 49, NO. 3, 1968, pp. 527-555
  4. Spedding, G. R., 'The wake of a Kestrel(Falco tinnunculus)', Journal of Experimental Biology, Vol. 127, No. 1, 1987, pp.45-78
  5. Spedding, G. R., 'The Wake of a Jackdaw(Corvus monedula) in Slow Flight', Journal of Experimental Biology, Vol. 125, No. 1, 1986, pp. 287-307
  6. Kokshaysky, N. V., 'Tracing the Wake of a Flying Bird', Nature, Vol. 279, 1979, pp. 146-148 https://doi.org/10.1038/279146a0
  7. Chai, P., Chen, J. S. C., and Dudley, R., 'Transient Hovering Performance of Hummingbirds Under Condition of Maximal Loading', Journal of Experimental Biology, Vol. 2000, No. 5, 1997, pp. 921-929
  8. 정봉구, 조태환, 'Vortex 패널법을 이용한 비정상 3차원 날개의 피칭 운동에 관한 연구', 한국항공우주학회지, 제 31권 6호, 1993, pp.1-7
  9. 장훈, 류준오, 조진수, '3차원 패널방법을 이용한 양력면의 정상/비정상 공력해석', 한국항공우주학회지, 제20권 3호, 1992.9, pp. 1-12
  10. 김규하, 손병진, 조진수, '비선형 와류격자법을 이용한 날개의 3차원 공력해석', 한국항공우주학회지, 제23권 4호, 1995, pp.14-22
  11. Katz, J., and Plotkin, A., 'Low-Speed Aerodynamics', 2nd ed., Cambridge Univ. Press, England, U.K. 2001
  12. Vest, M. S., and Katz, J., 'Unsteady Aerodynamic Model of Flapping Wings', AIAA Paper, Vol. 37, NO. 7, 1996, pp. 1435-1440 https://doi.org/10.2514/3.13250
  13. Mueller, T. J., 'Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications', Progress in Astronautics and Aeronautics, edited by P. Zarchan, Vol. 195, AIAA, Reston, VA, 2001, p. 586
  14. Halfman, R. L., 'Experimental Aerodynamic Derivatives of a Sinusoidally Oscillating Airfoil in Two-Dimensional Flow', NACA Rept. 1108, 1952