• Title/Summary/Keyword: 공력 계수

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자동회전의 성능해석(2) : 고속 자동회전의 성능 (Performance Analysis of Autorotation(2) : Performance of High Speed Autorotaion)

  • 김학윤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.12-22
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    • 2012
  • 샤프트각이 감소하며 비행 속도가 증가하는 자동회전 상태의 로터에 대한 성능 변화를 해석하였다. BO-105 헬리콥터의 로터에 비틀림이 없는 NACA 0012 단면을 가지는 깃을 해석하였고 변수에 대한 자동회전의 영역을 구하기 위해 과도모사법(TSM)이 사용되었다. 고속 비행에서 압축성 효과를 모사하기 위해 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석된 2차원 공력 데이터가 사용되었으며 유도 속도장을 모사하기 위해 Pitt/Peters의 유도속도 이론이 사용되었다. TSM으로 구해진 정상 자동회전 상태에 대하여 추력계수와 양력계수, 양항비를 계산하였으며 로터의 양력과 동력을 구하여 BO-105 헬리콥터와 비교하였다. 복합 항공기의 개념을 도입할 때 자동회전하는 로터와 날개의 양력 및 동력 분담률을 고찰하였다.

탄체 외형결함이 탄도에 미치는 영향 (Influence of Projectile Surface Defects on the Trajectory)

  • 김기수;신춘식;윤성민;박창규;강경훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.279-282
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    • 2011
  • 군에서 사용하는 탄약의 보관 및 취급상 발생할 수 있는 외형결함을 가정하여 그것이 사거리에 미치는 영향을 예측하였다. 외형결함은 탄체두부의 오자이브 형상에 각 1.5mm, 3.3mm의 축대칭 함몰부가 생기는 것으로 가정하였다. FLUENT를 사용하여 마하수 별 항력계수를 해석하였고, 탄도해석 프로그램인 PRODAS에 항력계수 데이터를 입력하여 탄도해석을 하였다. 공력해석결과 1.5mm, 3.3mm 함몰 탄체의 항력증가율은 정상탄체와 비교했을 때 아음속 영역에서는 큰 차이를 보이지 않았으나, 초음속 영역에서 각각 평균 3%, 9% 의 증가율을 보였다. 최대 사거리는 포구속도 650m/s를 기준으로 각각 1%, 3% 감소한 결과를 보였다.

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과급기의 고압력비 원심압축기 공력설계 및 시험평가 (Performance Test and Aerodynamic Design on the High Pressure Ratio Centrifugal Compressor of a Turbocharger)

  • 김홍원;류승협;이근식
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.13-20
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    • 2014
  • It is necessary to design a compressor with high pressure ratio that satisfies the IMO(international maritime organization) NOx emission regulation for the marine diesel engine. Impeller was designed using the modified slip factor with the flow coefficient. The main purpose of this study is to investigate the sensitivity of the compressor performance by the vaned diffuser geometries. The first vaned diffuser type was based on a NACA airfoil, the second was channel diffuser, and the third was conformally transformated configuration of a NACA65(4A10)06 airfoil. The sensitivity of the performance was calculated using a commercial CFD program for three different diffuser geometries. The channel diffuser showed the wide range of operation and higher pressure characteristics, comparing with the others. This is attributed to the flow stability at diffuser. Combined with this results with impeller design, the optimized compressor was designed and verified by the test results.

차량 후미부 형상 변경에 따른 공력 횡풍 안정성 개선에 관한 수치해석 연구 (The Numerical Assessment with Modified Vehicle Rear Body Shape on the Aerodynamic Crosswind Stability Improvement)

  • 최상열;김영태;장윤혁;하종백;김은석
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.51-53
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    • 2008
  • The vehicle aerodynamic crosswind characteristics are mainly governed by the coefficient of side force and yawing moment. These performances affect not only the driving comfort which can be felt by driver but also the safety due to the instability of vehicle. The aims of this investigation are to improve the aerodynamic crosswind performance of sedan vehicle under the crosswind conditions. In order to improve the crosswind stability, numerical analysis has been performed by modifying the rear body shape of vehicle. As the results, we observed about 20% reduction of yawing moment coefficient relative to the base vehicle.

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50 M급 비행선 추진용 프로펠러 설계 및 지상성능시험 (Design and Ground Test of Propeller for 50 m-long Airship Propulsion)

  • 김형진;이창호;전성민;임병준;이진근;양수석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.112-119
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    • 2003
  • 50 m급 비행선의 추진을 위한 복합재 프로펠러를 공력/구조 설계하였으며, 지상 성능 시험을 수행하였다. 먼저 와류-깃요소 이론을 적용하여 비행선의 최대 비행 속도 조건에서 최소 손실을 갖는 45 kW급 프로펠러를 설계하였다. 프로펠러는 직경 2m, 블레이드 수 3, 고정피치 방식을 적용하였으며, 추력 제어를 위해 RPM 조절방식을 채택하였다. 설계한 프로펠러의 성능을 검증하기 위하여 지상정지 상태에서 프로펠러의 피치각을 변화시켜 가며 추력과 토크를 측정하여 이론적 방법으로 계산한 추력계수, 동력계수와 비교하였으며, 시험결과와 이론적 계산 결과는 잘 일치함을 확인하였다.

CFD를 이용한 유도탄 덮개 형상의 공력 미계수 예측 (Prediction of Aerodynamic Stability Derivatives of Shell Configuration of Missile Using CFD Method)

  • 강은지
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.363-370
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    • 2020
  • In this study, pitching stability derivatives of the conical shell configuration is predicted using commercial CFD code. Unsteady flow analysis with forced harmonic motion of the model is performed using overset mesh. The test is conducted about Basic finner missile configuration. The static and dynamic stability derivatives are good agreement with available experimental data. As the same way, a conical shell is analyzed in Mach number 1.6 and various reduced frequency. The static and dynamic derivatives are obtained from the time-pitching moment coefficient histories in each of four cases of mean angle of attack. The variation of reduced frequency is not affected static and dynamic derivatives. Increasing the mean angle of attack, static derivatives are increased slowly. Comparison of the Cm curves at the steady and unsteady state results shows that the Cm curve including the damping effect is lower than otherwise case, approximately 9-18 %.

텔레메트리 시험을 이용한 날개안정형 발사체의 회전감쇠 공력계수 실험적 산출 방법 (An Experimental Method for Obtaining Aerodynamic Roll Damping Coefficients of Fin Stabilized Projectile from Telemetry Experiments)

  • 김진석;김경훈;최재현
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.784-789
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    • 2018
  • Accurate aerodynamic characterization of projectile is crucial for successful development of munition. The aerodynamic characterization of fin stabilized projectile is more difficult than characterization of traditional symmetric ballistic projectile. Instrumented free flight experiments were conducted to quantify rolling behavior of fin stabilized projectile. The instrumented projectiles were launched from a rifled tube and the onboard sensor data were acquired through a telemetry transmitter. Roll rate was measured for fin stabilized projectile by means of an angular rate sensor. And, roll damping coefficients were estimated from onboard sensor data acquired during gun firing and trajectory analysis of mathematical model.

Magnus Rotor 자탄의 초기 방출조건이 분산도에 미치는 영향에 대한 정량적 분석 (Quantitative Analysis of Initial Dispersion Condition Effects on Randomness of Magnus Rotor Bomblet)

  • 배익현
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제28권3호
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    • pp.83-89
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    • 2019
  • 본 연구는 회전 비행체(Magnus rotor)를 탑재한 분산탄두의 분산 균일도에 미치는 요인 분석과 성능지표를 도출하기 위해 모탄의 속도 V와 회전속도 ${\omega}$, 비행경로각(flight path angle) ${\gamma}$ 그리고 고도 h의 변화에 따른 해석 결과를 기술했으며, 이때 모탄의 회전속도와 속도의 비를 새로운 변수로 정의했다. 자탄의 분산 해석에는 풍동실험을 통해 획득한 공력계수를 사용한 6 자유도 운동방정식을 이용했으며, 분산도 분석을 위해 회귀분석과 결정계수를 구해 분산도를 평가했다. 해석결과 최적의 회전속도와 낙하속도의 비, 비행경로각(flight path angle)을 구할 수 있었으며, 방출고도는 분산도에 회전속도와 낙하속도의 비, 비행경로각(flight path angle)의 영향에 비해 영향은 크지 않고, 자탄의 분산반경에 영향이 큰 것을 확인했다.

시험과 전산해석을 이용한 고고도용 프로펠러 성능 분석 (Performance Evaluation of Propeller for High Altitude by using Experiment and Computational Analysis)

  • 박동훈;조태환;김철완;김양원;이융교
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권12호
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    • pp.1035-1047
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    • 2015
  • 고고도 장기체공 축소형 전기 동력 무인기(EAV-2H+)용 프로펠러의 성능을 평가하기 위해 풍동시험과 전산해석을 수행하였다. 3종의 프로펠러에 대해 성능 곡선을 측정하고, 운용 조건을 평가하여 EAV-2H+에 적용 가능 여부를 판단하였다. 낮은 rpm 영역에서 성능 계수의 저하 경향을 확인하였다. 프로펠러 성능에 미치는 강체 천이 테이프 부착 효과를 측정하고 분석하였다. 상용 전산유체역학 코드를 사용한 성능 해석을 수행하여 시험과 해석의 추력계수-동력계수 선도가 잘 일치함을 확인하였다. 전진비에 따른 성능 계수를 비교하고 결과 차이에 기여하는 시험장치의 영향을 평가하였다. 시험에서 관찰된 낮은 rpm 영역의 성능 감소 경향을 transition SST 모델이 유사하게 모사함을 확인하였다. 낮은 레이놀즈수에 의한 깃 요소의 공력 성능 저하가 프로펠러 성능 감소의 주원인으로 분석되었다. 고고도 조건 해석으로부터 프로펠러 성능 저하를 확인하였다.

헬리콥터 시뮬레이션용 GUI S/W 개발 (GUI S/W Development for Helicopter Simulation)

  • 박상선;이상기;이환;주광혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.88-93
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    • 2003
  • 본 논문은 헬리콥터용 시뮬레이션 프로그램 개발에 관한 연구이다. 일반적으로 헬리콥터 비행시뮬레이션에 사용되는 수학모델은 고 충실도를 가져야 한다. 그러므로 시뮬레이션을 실행할 때 보다 정교하 공력 모델이 필요하게 되며, 계산시간이 많이 걸린다. 어떠한 특수 목적을 수행하는 UAV 비행제어시스템에서는 제어기를 설계할 때 사용되는 선형모델을 비선형모델로부터 얻는 시간을 최소화 하는 것이 중요하다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 첫 번째 단계는 실제로 헬리콥터 동특성을 잘 나타내는 비선형 모델을 완성하는 일이다. 두 번째 단계는 비선형방정식으로부터 특정 비행조건에 맞는 트림값을 계산하는 것이다. 그리고 나서 수치적인 방법으로 안정미계수와 조종미계수를 계산하여 특정 비행 상태 조건에 부합하는 선형모델을 구한다. 이러한 과정을 편리하게 처리하는 프로그램을 MATLAB GUI를 사용해서 개발하였다. 이 논문에서 제안된 방법은 기존의 실물크기 모델헬리콥터 시뮬레이션 방법에 비해 간략화된 것이다. 따라서 선형모델을 얻기까지의 연산시간이 짧아서 무인헬리콥터의 비행제어시스템을 설계하는데 유용할 것이다.