• 제목/요약/키워드: 공력영향

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제자리 비행하는 이중 덕트 팬 비행체의 지면 효과에 대한 수치적 연구 (Numerical Investigation of Ground Effect of Dual Ducted Fan Aircraft During Hovering Flight)

  • 이유진;오세종;박동훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권10호
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    • pp.677-690
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    • 2022
  • Actuator disk method 기반의 유동 해석자를 이용하여 수직 이착륙 복합형 비행체 중 하나인 이중 덕트 팬 항공기에 대한 공력해석을 수행하고 관련 지면 효과를 분석하였다. 회전 격자 기법을 이용한 해석결과와의 비교를 통해, 지면 효과 분석을 위한 해석자의 특성과 정확도를 함께 평가하였다. 지면과의 거리에 따른 공력 성능과 유동장 특성을 분석하였다. 지면과의 거리가 가까울수록 팬 추력은 증가하지만, 덕트, 동체, 날개의 수직력 감소로 인한 총 수직력 및 제자리 비행 효율의 저하를 확인하였다. 동체 하부의 유동장 분석으로부터 팬 후류와 지면 간의 상호작용에 의해 발생하는 지면 와류와 분수 유동을 확인하고, 이들이 비행체 공력 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 속도 프로파일 비교/검토를 통해 비행체로부터의 거리와 방향에 따른 기체 주변 아웃워시의 강도와 특성을 분석하였다. 또한 콜렉티브 피치각에 따른 지면 효과의 영향을 확인하였다.

공기 포일 베어링으로 지지되는 터보 압축기의 공력 불안정성이 로터에 미치는 진동 영향 (Rotordynamci Effects Due to Aerodynamic Instability in a Turbo-compressor with Air Foil Bearings)

  • 김태호;이용복;김창호;김광호;이남수
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.191-198
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    • 2002
  • Oil-free turbo-compressor supported by compliant foil bearings which remove oil-contamination by elimination of the conventional ball bearing and oil lubrication systems is presented. Turbo-compressor makes two individual air compression with two impellers at operating speed, 39,000rpm. In this study, the rotordynamic effects caused by aerodynamic instability were investigated with variable mass flow rate. Correlation between frequencies of pressure fluctuation in two diffusers and those of excitation forces on rotor were clearly developed in aerodynamic unsteady region. Thus, these results show that it is beneficial to design high speed rotating turbomachinery considering coupling effect between aerodynamic instability and rotordynamic force.

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소형 수직풍력터빈 설계를 위한 공기역학적 고찰 (Aerodynamic Perspectives for Design of Small Vertical Wind Turbine)

  • 이융교;김철완
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.400-403
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    • 2007
  • 소형 풍력터빈 설계 시 고려해야 할 익형의 선택, 익형의 붙임각 및 Solidity 등이 터빈의 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 한 개의 익형에 대한 공력계수를 이용하여 수학적 모델링을 통하여 최적 붙임각을 예측하여 경향을 파악하였다. 받음각에 따른 익형의 공력특성을 CFD 기법으로 파악한 후 5개의 Blade를 갖는 Turbine의 성능을 익형의 붙임각에 따라 파악하여 최대 성능을 갖는 붙임각을 최종 산출하였다. 익형 선정시 받음각에 대한 양력/항력 곡선을 이동시키는 캠버 익형의 기능보다는 항력 대양력의 비(L/D) 가 최대인 익형을 선정하는 것이 더욱 중요하며, Blade수가 적을수록 Torque의 양은 증가하고 Blade가 6이상이변 효율이 급격히 감소함을 알 수 있다.

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대기중의 수분 유입으로 인한 제트 엔진의 성능 변화

  • 이시우;이도형;임진식;정명균
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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    • pp.36-36
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    • 1998
  • 상대 습도가 높은 다습 환경이나 강우 또는 강설 환경하에서 기체의 비행 성능을 평가하기 위해서는, 이러한 환경하에서 수분 유입으로 인한 제트 엔진의 성능변화를 고려하여야 한다. 수분 유입으로 인한 제트 엔진의 성능 변화는 주로 수분 함유량에 따른 자동 유체의 물성치 변화에 기인하는 것으로, 본 연구에서는 다양한 형태의 수분 유입이 압축기, 연소기, 터어빈 및 배기 노즐과 같은 엔진 구성품의 공력 성능에 미치는 영향을 정량적으로 고찰하고 이를 종합하므로써 제트 엔진이 겪는 공력 성능의 변화를 예측하였다. 예측 결과를 기존의 해석 및 시험 결과와 비교하므로써 그 신뢰도를 검증하였으며, 이로써 제트 엔진의 운용 환경과 관련된 고 비용의 시험 또는 시험에 근거한 성능 보정을 대체할 수 있다.

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공기 포일 베어링으로 지지되는 터보 압축기의 공력 불안정성이 로터에 미치는 진동 영향 (Rotordynamic Effects Due to Aerodynamic Instability in a Turbo-compressor with Air Foil Bearings)

  • 김태호;이용복;김창호;이남수;김광호;신유환
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.62-69
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    • 2003
  • An oil-free turbo-compressor supported by compliant foil bearings which remove oil-contamination by elimination of a conventional ball bearing and oil lubrication systems is presented. Turbo-compressor makes two individual air compressions with two impellers at a operating speed of 39,000 rpm. In this study, the rotordynamic effects caused by aerodynamic instability were investigated with variable mass flow rates. Correlations between frequencies of pressure fluctuation in two diffusers and those of excitation forces on rotor were clearly observed in an aerodynamic unsteady region. Thus, these results show that it is beneficial to design high-speed rotating turbomachinery by considering coupling effect between aerodynamic instability and rotordynamic force.

쿼터니온을 이용한 유도탄 자세제어

  • 송찬호;남헌성;김승환;조항주
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.166-188
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    • 1998
  • 본 논문에서는 쿼터니온 궤환 개념이 기존의 오일러각 궤환 개념에 비해 추력벡터제어(Thrust Vector Control) 방식을 사용하는 전술 유도탄 자세제어에 보다 효과적으로 적용될 수 있음을 보인다. 오일러각 궤환 방식을 택한 기존의 자세제어기에서 오일러각 궤환 부분을 쿼터니온 궤환으로 적절히 바꾸어 주게 되면 자세명령 크기 변화에 따른 시간응답 특성의 변화를 줄일 수 있으며, 쿼터니온 궤환 방식을 택할 경우, 우주비행체 자세제어 분야에서 활발히 연구되고 있는 고유축(Eigen Axis) 회전에 의한 자세변환을 수행할 수 있는 자세제어기 설계가 가능하다. 고유축 회전은 최단경로에 의한 자세변환 개념이므로, 이러한 능력을 갖춘 자세제어기는 신속한 자세변환이 필요한 전술 유도탄의 초기비행에 매우 효과적으로 이용될 수 있다. 더욱이, 제어법칙에 공력모멘트를 보상하는 항을 추가하게 되면 변화가 심한 공력 모멘트가 유도탄의 회전운동에 미치는 영향을 줄일 수 있어 고유축 회전성능을 보다 개선시킬 수 있다. 우선, 오일러각 궤환보다 쿼터니온 궤환이 유리한 점을 논하고, 쿼터니온 궤환에 근거한 자세제어기의 설계 개념과 제안된 제어기에 의해 구성되는 폐루우프에 대한 안정성 문제를 다룬 후, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증한다.

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슬롯 각도에 따른 경계층 상호작용의 피동제어 성능 및 유동 구조 비교 연구

  • 이훈식;이재환;김종인
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2016년)
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    • pp.96-100
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    • 2016
  • 슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯의 각도를 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 기준이 되는 수직 슬롯, 각도를 달리한 6개의 case를 선정하여 하여 충격파 뒤에서 전압손실 및 경계층 안정성을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 공력성능이 뛰어난 그룹과 그렇지 않은 그룹을 구분하여 슬롯과 공동 유동 구조를 분석하면서 경계층 불안정성을 야기하고 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 경계층과 충격파가 상호작용하는 영역에서 Vortex를 얼마나 제어할 수 있는지 여부임을 알 수 있었고, 이러한 Vortex를 얼마나 제어할 수 있는지에 따라 공력 성능이 결정됨을 파악할 수 있었다.

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트윈 빌딩의 공력 특성이 풍응답에 미치는 영향 평가 (Impact of the Aerodynamic Characteristics of Twin Buildings on Wind Responses)

  • 김법렬
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.1-7
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    • 2020
  • 트윈 빌딩의 풍응답은 풍하중의 공력 특성과 트윈 빌딩 구조 시스템의 동적 특성에 영향을 받는다. 본 논문에서는 트윈 빌딩의 두 빌딩의 간격이 다른 두 경우에 대해서 풍응답에 영향을 주는 풍압의 특성을 풍동 실험과 적합 직교 분해 기법을 이용해 파악하고, 3차원 구조 시스템 모델링을 통해 동특성을 파악하였다. 그리고 이중 모달 변환 기법을 이용해서 각 풍압의 특성과 구조물의 동특성이 풍응답에 미치는 영향을 파악하였다. 적합 직교 분해 기법을 통해서 채널링과 와류 효과에 대해서 파악할 수 있었다. 풍 직각 방향의 풍하중은 두 빌딩의 간격에 영향을 많이 받았으며, 풍 방향의 풍하중은 간격에 영향을 적게 받았다. 마찬가지로, 이중 모달 변환 기법에서 교차 참여 계수는 풍 직각 방향에서는 두 빌딩의 간격에 따라 크게 달라진 반면, 풍 방향은 영향이 적었다. 이에 따라 두 빌딩의 간격이 풍 방향의 풍응답 보다 풍 직각 뱡향의 풍응답에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

스텔스 무인전투기 형상의 와류 거동에 대한 흐름가시화 연구 (Flow Visualization Study on Vortices over a Stealth UCAV Configuration)

  • 강승희;이도관;현재수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.467-473
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    • 2007
  • 스텔스 무인전투기 형상 주위 유동장의 수동에서의 흐름가시화 시험을 통한 기본 공력 특성 파악 연구가 수행되었다. 시험은 자유류 속도 12.7 cm/sec와 평균시위 기준 레이놀즈수 $1.4{\times}10^4$에서 수행되었다. 물감을 사용하여 가시화된 와류의 생성 및 붕괴 현상은 앞서 수행된 힘과 모멘트 측정 결과와 비교되었다. 시험 결과 낮은 받음각에서는 동체와 날개 junction 와류가 큰 영향을 주지만, 높은 받음각 영역에서는 전방동체 와류 거동이 공력에 지배적인 영향을 줌을 확인하였다.

초기하중 전이를 고려한 내장형 밸런스의 WEIGHT TARE 연구 (A Study on the Weight Tare of an Internal Balance Including Translation of the Initial Loads)

  • 오세윤;안승기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.9-17
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    • 2003
  • 본 논문에서는 내장형 밸런스에 가해지는 모형중량성분의 보상을 위해 초기하중의 전이를 고려한 weight tare 계산방안을 제시하였다. 만약, 이러한 초기하중의 영향을 고려하지 않고 공력하중 데이터에 밸런스 교정관계식을 그대로 적용한다면 공력하중 전체에 걸쳐서 오차가 발생하게 된다. 본 계산방안의 신뢰성 검증을 위해 계산중량과 실측중량간의 비교 평가와 초기하중의 영향에 대한 평가를 수행하였다.