• 제목/요약/키워드: Drag-based propulsion

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CFD Prediction of Cavity Drag at Transonic and Low Supersonic Speeds

  • 김희동;구병수;우선훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.18-18
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    • 2000
  • In the high lift devices specifications for surface smoothness requirements, as manufacturing tolerances, arise out of aerodynamic consideration to minimize drag. True optimization of tolerances is a multi-disciplinary problem involving fluid mechanics, device performance, manufacturing philosophy and life cycle costing. One of the reasons for degradation of wetted surface is discrete roughness as a consequence of manufacturing defects, collectively termed as one of the excrescences effect. Usually, excrescence drag arising out of discrete roughness is of considerable lower order of magnitude as compared to the total drag of the flight bodies. Nor was there adequate predicting tool to account for the extent of drag degradation. Estimation of excrescence drag remained as a state-of-the art based on experimental results.

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유동 내 굽힘이 발생하는 힌지의 역학 모델 (Dynamic model of hinge deflection in fluid flow)

  • 송민호;유장곤;김대겸
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.40-46
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    • 2023
  • For application to drag-based propulsion system, the dynamics of a segmented structure with multiple hinges undergoing oscillatory motion are investigated. The side flaps are connected to a centre rod with elastic plates acting as hinges. The hinges bend to only one direction so that the structure behave asymmetrically between the power stroke and the recovery stroke. An analytical model is proposed, which estimates the asymmetric deformation of the segmented structure coupled with hinges. Using the proposed model, the effects of key geometric and kinematic parameters on the dynamics of the structure are analyzed.

극초고속 수중운동체의 저항감소기법 연구 (Study on Drag Reduction of Hyper-speed Underwater Vehicles)

  • 안병권;이창섭;김형태
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.443-449
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    • 2010
  • 최근 초월공동 어뢰와 같이 극초고속으로 이동하는 수중운동체의 저항감소기법에 대한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 수중 운동체 주위의 초월공동 동을 해석할 수 있는 수치기법을 개발하고, 다양한 형상을 가지는 축대칭 운동체에서 발생되는 초월공동을 추정하였다. 또한 충남대학교 캐비테이션터널에서 실험을 수행하여 발생되는 초월공동을 관찰하고 개발된 수치기법의 결과와 비교, 검증하였다.

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상용 여객기에서 엔진의 비장착/장착을 고려한 유동 해석 (Flow Analysis of a Commercial Passenger Airplane with or without Jet Engines)

  • 김양균;김성초;최종욱;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.277-280
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    • 2006
  • 천음속 영역에서 순항 속도로 비행하는 상용 여객기에 대해 공력을 해석하였다. 실제 여객기의 축소모형을 사진으로 계측하여 역설계하여 형상을 모델링하였다. 사면체로 전체 격자계를 구성하였고 정상 상태에서 압축성 비점성 3차원 Euler 방정식을 풀었다. 날개에 엔진이 장착되었을 때와 제거되었을 때에 대해 계산하였는데 엔진이 장착되면 양력과 항력이 각각 1.49%와 3.9%씩 증가하였다. 또한 날개 표면에서 압력 분포와 엔진 주위의 유동 특성을 밝혔다.

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Embedded Type 분산 추진 장치의 입·출구 형상 및 위치 변화에 따른 융합익기의 공력해석 (Aerodynamic Characteristics of the Blended-Wing-Body for the Position and Aspect Ratio of the Inlet and Outlet of an Embedded Distributed Propulsion System)

  • 김효섭;최현민;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.467-474
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    • 2012
  • 무인항공기의 정찰 및 정보 수집 능력을 효율적으로 수행하기 위해 장기 체공 능력이 요구된다. 분산 추진 장치는 대형 추진 장치를 복수의 소형 추진 장치들로 대체하여 추력을 얻는 장치이다. 날개의 스팬 길이를 따라 넓게 분포하여 효율이 증가하며, 유동의 흡입을 통해 경계층을 제어하고 출구에서 분사되는 흐름이 항공기에 부착되어 흐르기 때문에 양항비가 증가한다. 본 연구에서는 전익기 융합익기와 분산 추진 장치가 장기 체공 성능을 향상시키는 점에 착안하여 연구를 수행하였다. Eppler 337 에어포일 유닛에 추진 장치의 위치 및 입 출구 가로세로비 변화에 따라 나타나는 공력특성을 분석했다. CFD를 사용하여 공력해석을 수행하였고, 빠른 해석 결과를 얻을 수 있도록 팬 영역에 작동판 이론을 적용하였다. 양항비와 모멘트 비교를 통해 추진 장치의 위치 및 형상을 결정하고자 한다.

초음속 항공기에 장착되는 터보팬엔진의 장착성능산정에 관한 연구 (A Study on the Calculation of Turbofan Engine Installed Performance for a Supersonic Aircraft)

  • 김원철;김지현
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.1-7
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    • 2002
  • 항공기 개발초기 단계에서 주어진 항공기 임무요구도를 만족하는 최적 설계에 도달하기 위해서는 많은 엔진/기체 조합형상에 대한 적합성평가가 이루어지게 되며, 이를 위해서는 정확한 엔진장착성능을 산정할 수 있는 기법의 확립이 매우 중요하다. 본 연구에서는 초음속 항공기 개발초기 단계에서 주어진 엔진/기체 형상에 대한 엔진장착성능을 산정할 수 있는 기법을 연구하였다. 이를 위해 추력 -항력 산정 시스템(Thrust minus drag accounting system)에 의거하여 엔진 장착 추력 구성요소를 설정하고 풍동시험결과를 기초로 한 데이터베이스를 활용하여 이들 요소를 산정하였으며, 산정된 엔진 장착성능 결과를 제시하였다.

MHD의 스크램제트 성능 개선과 전력 생산 잠재력 (Potential of MHD in Improving the Performance of and Generating Power in Scramjets)

  • ;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.310-313
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    • 2008
  • 스크램젯 비행체에서 극초음속 순항미사일의 추진 특성을 향상시키고 항력을 적게 발생하면서 전력을 생산하는 장치로써 MHD 장치가 최근 들어 큰 관심을 받아왔다. 이전에 보였던 것보다 보다 완전한 물리적 모델을 바탕으로 하면, 경계층 박리 억제나 파워 바이패스를 통해 극초음속 추진 시스템의 성능 향상을 하는 MHD의 쓰임새를 논의하는 것은 불필요한 일이 된다. MHD 유동 제어를 하게 되면 엔진 성능에 상당한 역효과를 미치는 불가피한 Joule 가열이 크게 발생한다. 하지만, 예비 조사에 따르면 MHD는 약간의 항력만을 더 발생하면서 스크램젯 엔진을 장착한 무기에 메가와트 단위의 큰 전력을 생산해 낼 수 있을 것으로 여겨진다.

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An Optimization Method Based on Hybrid Genetic Algorithm for Scramjet Forebody/Inlet Design

  • Zhou, Jianxing;Piao, Ying;Cao, Zhisong;Qi, Xingming;Zhu, Jianhong
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.469-475
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    • 2008
  • The design of a scramjet inlet is a process to search global optimization results among those factors influencing the geometry of scramjet in their ranges for some requirements. An optimization algorithm of hybrid genetic algorithm based on genetic algorithm and simplex algorithm was established for this purpose. With the sample provided by a uniform method, the compressive angles which also are wedge angles of the inlet were chosen as the inlet design variables, and the drag coefficient, total pressure recovery coefficient, pressure rising ratio and the combination of these three variables are designed specifically as different optimization objects. The contrasts of these four optimization results show that the hybrid genetic algorithm developed in this paper can capably implement the optimization process effectively for the inlet design and demonstrate some good adaptability.

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Numerical Analysis of Unsteady Viscous Flow Through a Weis-Fogh Type Ship Propulsion Mechanism Using the Advanced Vortex Method

  • Ro Ki-Deok;Kang Myeong-Hun;Kong Tae-Hee
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제29권7호
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    • pp.769-778
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    • 2005
  • The velocity and pressure fields of a ship's Weis-Fogh type propulsion mechanism are studied in this paper using an advanced vortex method. The wing (NACA0010 airfoil) and channel are approximated by source and vortex panels. and free vortices are introduced away from the body surfaces. The viscous diffusion of fluid is represented using the core-spreading model to the discrete vortices. The velocity is calculated on the basis of the generalized Biot-Savart law and the pressure field is calculated from an integral, based on the instantaneous velocity and vorticity distributions in the flow field. Two-dimensional unsteady viscous flow calculations of this propulsion mechanism are shown. and the calculated results agree qualitatively with the measured thrust and drag due to un-modeled large fluctuations in the measured data.

Study of a vibrating propulsion system for marine vessels: Evaluation of the efficiency for a boat 13 m long

  • Muscia, Roberto
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권2호
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    • pp.201-211
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    • 2018
  • This paper illustrates recent advancements relative to a non-conventional propulsion system for boats and is based on two previous papers of the author presented at a conference (see Muscia, 2015a,b). The system does not consider propellers and utilizes the vibration generated by two or more pairs of counter rotating masses. The resultant of the centrifugal forces applies an alternate thrust to the hull that oscillates forward and backward along the longitudinal axis of the boat. The different hydrodynamic drag forces that oppose to the oscillation produce a prevalently forward motion of the vessel. The vibration that causes the motion can be suitably defined to maximize the forward displacement and the efficiency propulsion of the system. This result is obtained by using elliptical gears to rotate the counter rotating masses. The computation of the propulsion efficiency is based on a suitable physical mathematical model. Correlations between numerical experiments on models and possible full scale application are discussed. Some remarks in relation to practical applications and critical issues of the propulsive solution are illustrated. The results have been obtained with reference to a CAD model of a real boat already manufactured whose length is approximately equal to 13 m.