Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권4호
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pp.330-335
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2016
본 논문에서는 설계된 100 W급 헬리컬 수직축 풍력발전기의 공기 역학적 출력 및 유동 특성에 관하여 연구하였다. 이를 위하여 100 W급 헬리컬 수직축 풍력발전기 로터를 설계하였고 풍동 시험과 동일한 환경을 적용한 3차원 전산유동해석을 수행하였다. 전산유동해석 결과를 통하여 공기 역학적 출력과 헬리컬 유동 특성을 확인하였다. 마지막으로 실제 크기의 수직축 풍력발전기에 대한 풍동 시험을 수행하여 전산유동해석에서 예측한 공기역학적 출력과 비교 검증하여 전산유동해석 기법의 타당성을 확인하였다.
정확한 고도, 속도의 측정은 항공기의 효율적인 운영과 안전에 필수적이다. 정확한 고도의 측정은 지형 장애물의 회피와 항로상에서 최저 수직 고도 분리를 유지하기 위해 절대적으로 필요하다. 또한 정확한 속도의 측정은 저속(실속상태)에서 조종상실을 피하고 고속에서 항공기의 구조적 한계와 공기 역학적 한계의 초과를 방지한다. 따라서 비행시험을 통하여 고도와 속도를 정확히 보정해줌으로써 비행안전과 재산상의 손실을 막을 수 있다.
DUP(direct underside pressurization)는 위그선이 이륙하기 위하여 수면 위를 항주할때 낮은 속도에서 이륙할 수 있도록 양력을 증가시키는 역할을 한다. 이러한 DUP가 위그선의 안정성과 공기역학적인 힘에 미치는 영향에 관하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 해석에 사용된 위그선인 "Aircat"은 동체의 중심에 프로펠러가 있고 동체하부에 공기부양실이 있으며 Lippisch형의 날개와 큰 T자형의 수평꼬리날개를 가지고 있다. 저속에서 대부분의 양력은 프로펠러에 의해 가속된 공기가 동체의 가운데 통로를 통하여 공기부양실로 들어가 정체됨으로써 발생한다. 그러나 DUP에 의해 가속된 공기는 동압의 증가로 인하여 항력을 증가 시킬 뿐만 아니라 안정성에 영향을 주게 된다.
This paper dispicts the vortical flow characteristics over a delta wing using a computational analysis for the purpose of investigating and visualizing the effect of the angle of attack and fee stream velocity on the low-speed delta wing aerodynamics. Computations are applied to the full, 3-dimensional, compressible, Navier-Stokes Equations. In computations, the free stream velocity is changed between 20m/s and 60m/s and the angle of attack of the delta wing is changed between $16^{\circ}\;and\;28^{\circ}$. For the correct prediction of the major features associated with the delta wing vortex flows, various turbulence models are tested. The standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model predict well the vertical flows over the delta wing. Computational results are compared with the previous experimental ones. It is found that the present CFD results predict the vortical flow characteristics over the delta wing, and with an increase in the free steam velocity, the leading edge vortex moves outboard and its streangth is increased.
In recent years, with the growing interest in electric vehicles, the development of a Neighborhood Electronic Vehicle (NEV) made for urban driving is accelerating. Existing NEVs are set to ~0.3 - 0.35 with more emphasis on performance rather than minimizing air resistance. In this paper, a NEV with a streamlined car body is proposed. The shape of dolphins and sharks was applied to the car body to minimize the air resistance generated when driving. Also, the performance of the vehicle was estimated by calculating the traction force and the roll couple, etc. To check the drag coefficient of the car body, finite element analysis software (COMSOL Multiphysics) was used. The frame of the vehicle is divided into the forward and the rear parts. Carbon pipe is used for the frame by MIG welding. The car body of the vehicle was fabricated by forming carbon fiber. This study confirmed the general possibility of using NEVs through driving experiments.
The purpose of this study is to develop a method for predicting the aerodynamic performance of the low speed airfoils in the 2-dimensional, steady and viscous flow. For this study, the airfoil geometry is specified by adopting the longest chord line system and by considering local surface curvature. In case of the inviscid incompressible flow, the analysis is accomplished by the linearly varying strength vortex panel method and the Karman-Tsien correction law is applied for the inviscid compressible flow analysis. The Goradia integral method is adopted for the boundary layer analysis of the laminar and turbulent flows. Viscous and inviscid solutions are converged by the Lockheed iterative calculating method using the equivalent airfoil geometry. The analysis of the separated flow is performed using the Dvorak and Maskew's method as the basic method. The wake effect is also considered by expressing its geometry using the formula of Summey and Smith when no separation occurs. The computational efficiency is verified by comparing the computational results with experimental data and by the shorter execution time.
비정상 패널법과 시간 전진 자유 후류법을 연계하여 제자리 및 수직 비행 하는 헬리콥터 로터의 공력 및 익단와류를 검증하였다. 검증된 수치 방법을 이용하여 저속 하강 비행하는 로터에서 발생하는 BVI(Blade Vortex Interaction)의 비정상 공력을 해석 하고 이때 나타나는 익단 와류에 의한 공력의 변화를 고찰하였다.
The purpose of this study is to develop a method for predicting the aerodynamic performance of the subsonic airfoils in the 2-dimensional, steady and viscous flow. For this study, the airfoil geometry is specified by adopting the longest chord line system and by considering local surface curvature. In case of the inviscid-incompressible flow, the analysis is accomplished by the linearly varying strength vortex panel method and the Karman-Tsien correction law is applied for the inviscid-compressible flow analysis. The Goradia's integral method and the Truckenbrodt integral method are adopted for the boundary layer analysis of the laminar flow and the turbulent flow respectively. Viscous and inviscid solutions are converged by the Lockheed iterative calculating method using the equivalent airfoil geometry. And the analysis of the seperated flow is performed using the Dvorak and Maskew's method as the basic method. The wake effect is also considered and its geometry expressed by the formula of Summey & Smith when no seperation occurs. A computational efficiency is verified by the comparison of the computational results with experimental data and by the shorter execution time.
기존의 공력 조타에 의한 비행 자세 제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, TVC(Thrust Vector Control)를 이용하면 추력 방향을 변경하여 제어력을 얻음으로써 방향 제어에 보다 월등한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 후자의 방법으로는 저속도 경우와 공기가 희박한 고 고도에서도 충분한 제어력을 얻을 수 있다. 보다 효율적인 제어력을 얻기 위해서는 TVC 방법이 우수하지만 그 성능에 대해서는 충분한 자료가 없는 것이 현재의 상태이다. 제트 베인 방식의 TVC는 베인이 직접 고온 고속의 가스 흐름 내에서 작용하기 때문에 편향추력 발생 측면에서 아주 우수한 방식이며 추력 편향각, 추력 손실 등의 유체역학적인 특성은 제트 베인의 형상, 위치 등으로 결정된다.
본 논문에서는 KIA K3 (1.6) 가솔린 자동차의 연비(km/liter)식을 동력학적 힘-모멘트 평형 방정식, 구동력 및 에너지 방정식을 구성하고 분석하여 유도하였다. 이를 통해 차량의 속도(V), 자동차 총 중량(M), 타이어-노면의 롤링저항계수($C_r$), 도로 경사각(${\theta}$)과 항력계수($C_d$), 차량의 횡단면적(A)과 같은 공기역학적 매개변수가 자동차의 연비에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 경량금속합금, 섬유강화 플라스틱 복합재료와 같은 대체재료가 기존 자동차의 강재, 주철재를 대체하여 차량의 무게를 줄일 수 있는 가능성 등을 Ashby의 재료지수 방법으로 조사하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 고속(100km/h)에서 연비에 가장 큰 영향을 미친 매개변수는 그 크기순으로 자동차의 속도 V와 공기역학적 매개변수인 $C_d$, A, ${\rho}$ 및 동력학적 매개변수인 $C_r$, M의 순서로 조사되었다. 반면에 저속(60 km/h)에서는 동력학적 매개변수로는 V, M, $C_r$의 순서로, 공기역학적 매개변수로는 $C_d$, A, ${\rho}$ 순으로 영향을 미침을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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