CFD simulation for one of tilt-rotor UAV configurations, TR-E2S1, was performed to investigate its aerodynamic characteristics. Control surfaces such as elevator and rudder were deflected and wing incidence angle was changed. Also aerodynamic stabilities were analyzed with the variation of pitch and yaw angles. The comparison of CFD with wind tunnel test results reveals the same trends in the aerodynamic characteristics and stabilities. However 12% scale wind tunnel test model is too small for accurate data collection and should build a high fidelity model for quantitative data comparison.
In order to satisfy customer's requirements of ride comfort and high performance, it is necessary for designers to fully understand vehicle aerodynamics and wind noise of newly produced cars because characteristics of flow and wind noise are heavily dependent on each other. In this study numerical and experimental study have been carried out to analyse the effect of flow characteristics at around of rear view mirror on wind noise and soiling on the front S/W. As a result, it's found that the spiral flow mear the front pillar is weakened and spreaded because rear view mirror obstructs the flow. It is also shown that there is abrupt change of gradient of separa- tion line, separation area, intensity of spiral flow and turbulent kinetic energy with varying shape of neck and housing of rear view mirror.
International Journal of Aerospace System Engineering
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제3권2호
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pp.26-30
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2016
Experimental study on the unsteady aerodynamics analysis and power consumption of a folding wing is accomplished using a wind tunnel testing. A folding wing model is fabricated and actuated using servo motors. The flapping wing consists of an inboard main wing and an outboard folding wing. The aerodynamic forces and consumed powers of the flapping wing are measured by changing the flapping and folding wings inside a low-speed wind tunnel. In order to calculate the aerodynamic forces, the measured forces are modified using static test data. It was found that the effect of the folding wing on the flapping wing's total lift is small but the effect of the folding wing on the total thrust is larger than the main wing. The folding motion requires the extra use of the servo motor. Thus, the amount of the energy consumption increases when both the wings are actuated together. As the flight speed increases, the power consumption of the folding wing decreases which results in energy saving.
한국항공우주연구원(KARI)이 보유하고 있는 개방형 풍동에서 최대이륙중량 28 kg급 옥터콥터(octocopter)를 시험모델로 상승 하강기류, 측풍, 전단류와 같은 악기상에 대한 대처 능력을 향상 시키고 와류고리상태(VRS)와 같은 공기역학적 현상을 규명하여 와류고리상태(VRS) 진입 예방 및 탈출할 수 있는 기술들을 연구하고자 풍동시험을 수행하였다. 소형무인기 풍동시험은 풍속 3.5, 5, 7 m/sec, 회전수 3,500, 4,500, 5,550rpm 조건에서 받음각 $-40^{\circ}{\sim}+20^{\circ}$ 도, ${\pm}90^{\circ}$ 도, 요각 $0^{\circ}$ 도와 $45^{\circ}$ 도로 변화시켜가며 6분력을 측정하여 공력 DB를 작성하였다. 멀티콥터 수직 하강 시험 시 하강속도 6 m/sec에서 와류고리상태의 최고점(VRS peak)이 나타나고, 이 때 약 13 % 정도의 추력감소가 나타났다. 프로펠러 및 동체 상호 간섭에 의한 성능저하 여부를 판단하기 위해 프로펠러 조합을 변화시켜가며 시험을 수행한 결과 단일 프로펠러 대비 최대 15 % 정도의 성능 저하가 있음을 확인할 수 있었다. 이번 시험으로 확보한 자료들은 소형무인기 운용 시 경험하게 되는 악기상에 대처하여 안전성과 생존성을 증대시키기 위한 기술개발 기초자료로 활용될 예정이다.
Lepage, Arnaud;Dandois, Julien;Geeraert, Arnaud;Molton, Pascal;Ternoy, Frederic;Dor, Jean Bernard;Coustols, Eric
Advances in aircraft and spacecraft science
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제4권2호
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pp.145-167
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2017
The presented paper gives an overview of several projects addressing the experimental characterization and control of the buffet phenomenon on 3D turbulent wings in transonic flow conditions. This aerodynamic instability induces strong wall pressure fluctuations and therefore limits flight domain. Consequently, to enlarge the latter but also to provide more flexibility during the design phase, it is interesting to try to delay the buffet onset. This paper summarizes the main investigations leading to the achievement of open and closed-loop buffet control and its experimental demonstration. Several wind tunnel tests campaigns, performed on a 3D half wing/fuselage body, enabled to characterize the buffet aerodynamic instability and to study the efficiency of innovative fluidic control devices designed and manufactured by ONERA. The analysis of the open-loop databases demonstrated the effects on the usual buffet characteristics, especially on the shock location and the separation areas on the wing suction side. Using these results, a closed-loop control methodology based on a quasi-steady approach was defined and several architectures were tested for various parameters such as the input signal, the objective function, the tuning of the feedback gain. All closed-loop methods were implemented on a dSPACE device able to estimate in real time the fluidic actuators command calculated mainly from the unsteady pressure sensors data. The efficiency of delaying the buffet onset or limiting its effects was demonstrated using the quasi-steady closed-loop approach and tested in both research and industrial wind tunnel environments.
The high-rise supporting towers of long-span suspension and cable-stayed bridges commonly comprise a pair of slender prisms of roughly square cross-section with a center-to-centre spacing of from perhaps 2 to 6 widths and connected by one or more cross-ties. The tower columns may have a constant spacing as common for suspension bridges or the spacing may reduce towards the top of the tower. The present paper is concerned with the aerodynamics of such towers and describes an experimental investigation of the overall aerodynamic forces acting on a pair of square cylinders in two-dimensional flow. Wind tunnel pressure measurements were carried out in smooth flow and with a longitudinal intensity of turbulence 0.10. Different angles of attack were considered between $0^{\circ}$ and $90^{\circ}$, and separations between the two columns from twice to 13 times the side width of the column. The mean values of the overall forces proved to be related to the bias introduced in the flow by the interaction between the two cylinders; the overall rms forces are related to the level of coherence between the shedding-induced forces on the two cylinders and to their phase. Plots showing the variation of the force coefficients and Strouhal number as a function of the separation, together with the force coefficients spectra and lift cross-correlation functions are presented in the paper.
Aerodynamic noise is becoming the major source of annoyance for modern cars recently and is caused by many different noise sources in a car. Appropriate CFD technologies, therefore, have been developed to resolve the noise problems related with aerodynamics. It is necessary for designers to fully understand the relationship between vehicle aerodynamics and wind noise acoustics. In this study, we simulate the flow fields around two different shapes of side mirror models of passenger car and analyze the noise phenomena around one side mirror model that has lower drag than the other model using Fluent 6.3.
Aerodynamic noise is becoming the major source of annoyance for modern cars recently and is caused by many different noise sources in a car. Appropriate CFD technologies, therefore, have been developed to resolve the noise problems related with aerodynamics. It is necessary for designers to fully understand the relationship between vehicle aerodynamics and wind noise acoustics. In this study, we simulate the flow fields around two different shapes of side mirror models of passenger car and analyze the noise phenomena around one side mirror model that has lower drag than the other model using Fluent 6.3.
A number of passive aerodynamic drag reduction methods were applied separately and then in different combinations on an intercity bus model, through wind tunnel studies on a 1:20 scale model of a Mercedes Benz Tourismo 15 RHD intercity bus. Computational fluid dynamics (CFD) modelling was also conducted in parallel to assist with flow visualisation. The commercial CFD package $CFX^{TM}$ was used. It has been found that dramatic reductions in coefficient of drag ($C_D$) of up to 70% can be achieved on the model using tapered and rounded top and side leading edges, and a truncated rear boat-tail. The curved front section allows the airflow to adhere to the bus surfaces for the full length of the vehicle, while the boat-tails reduce the size of the low pressure region at the base of the bus and more importantly, additional pressure recovery occurs and the base pressures rise, reducing drag. It is found that the CFD results show remarkable agreement with experimental results, both in the magnitude of the force coefficients as well as in their trends. An analysis shows that such a reduction in aerodynamic drag could lead to a significant 28% reduction in fuel consumption for a typical bus on intercity or interstate operation. This could translate to a massive dollar savings as well as significant emissions reductions across a fleet. On road tests are recommended.
Xu, Mao;Patruno, Luca;Lo, Yuan-Lung;de Miranda, Stefano;Ubertini, Francesco
Wind and Structures
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제35권1호
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pp.67-81
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2022
While the aerodynamics of solid bluff bodies is reasonably well-understood and methodologies for their reliable numerical simulation are available, the aerodynamics of porous bluff bodies formed by assembling perforated plates has received less attention. The topic is nevertheless of great technical interest, due to their ubiquitous presence in applications (fences, windbreaks and double skin facades to name a few). This work follows previous investigations by the authors, aimed at verifying the consistency of numerical simulations based on the explicit modelling of the perforated plates geometry and their representation by means of pressure-jumps. In this work we further expand such investigations and, contextually, we provide insight into the flow arrangement and its sensitivity to important modelling and setup configurations. To this purpose, Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS) and Large-Eddy Simulations (LES) are performed for a 5:1 rectangular cylinder at null angle of attack. Then, using URANS, porosity and attack angle are simultaneously varied. To the authors' knowledge this is the first time in which LES are used to model a porous bluff body and compare results obtained using the explicit modelling approach to those obtained relying on pressure-jumps. Despite the flow organization often shows noticeable differences, good agreement is found between the two modelling strategies in terms of drag force.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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