한국항공우주학회지 (Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences)

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3차원 날개 공력설계를 위한 네트워크 분산 설계최적화

A Network-Distributed Design Optimization Approach for Aerodynamic Design of a 3-D Wing

  • 조창열 (울산대학교 항공우주공학과) ;
  • 이상경 (울산대학교 항공우주공학과)
  • 발행 : 2004.12.01
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초록

3차원 날개의 공력형상 설계최적화를 위한 설계최적화 시스템을 미래의 다분야 설계최적화 프레임워크의 일환으로 개발하였다. 이 설계최적화 시스템은 형상설계, 격자생성, 공력해석, 최적화의 4가지 모듈로 구성되어있다. 모두 상용패키지를 배경으로 개발하였으며 내장된 스크립트와 저널링 기능을 사용하여 배치 모드에서 자동적으로 실행되도록 프로그램 하였다. Visual Basic 프로그램을 사용하여 네 모듈을 통합하여 자동화된 설계기능을 갖도록 하였다. 특히 계산시간이 많이 소요되는 공력해석을 위하여 네트워크 통신을 이용한 분산 환경을 구현하였다. 공력해석은 일반적인 영역분할방식의 병렬처리 대신에 전역최적화 기법인 반응표면법과 연계하여 분산처리 시켰다. 개발한 공력설계 시스템의 검증을 위하여 간단한 항력최소화 문제에 적용하였으며 그 결과 상당히 향상된 설계 효율성과 적절한 설계 결과를 보여주었다.

An aerodynamic design optimization system for three-dimensional wing was developed as a part of the future MDO framework. The present design optimization system includes four modules such as geometry design, grid generation, flow solver and optimizer. All modules were based on commercial softwares and programmed to have automated execution capability in batch mode utilizing built-in script and journaling. The integration of all modules into the system was accomplished through programming using Visual Basic language. The distributed computational environment based on network communication was established to save computational time especially for time-consuming aerodynamic analyses. The distributed aerodynamic computations were performed in conjunction with the global optimization algorithm of response surface method, instead of using usual parallel computation based on domain decomposition. The application of the design system in the drag minimization problem demonstrated considerably enhanced efficiency of the design process while the final design showed reasonable results of reduced drag.

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참고문헌

  1. Sobieszczanski - Sobieski, J. and Haftka, R. T., "Multidisciplinary Aerospace Design Optimization: Survey of Recent Developments", AIAA Paper No. 96-0711, 1996.
  2. 임종우,권장혁, "다분야 통합 최적설계 기법을 이용한 날개 기본 형상 설계" 한국항공우주학회지, 제30권, 제1호, 2002, pp.20-27.
  3. 윤성환,안재권,이동호, "날개 기본형상의 다분야간 최적화 설계에 관한 연구" 한국항공우주학회지, 제27권, 제6호, 1999, pp. 128-138.
  4. 이재우, "다분야 통합최적설계(MDO): 설계개념, 연구 동향 및 응용, 한국항공우주학회지, 제29권, 제5호, 2001. 8., pp. 139-149.
  5. 조창열,이상경,김병수,권장혁,강인모, "NURBS 기반의 3차원 날개 공력형상 설계최적화", 한국항공우주학회지, 제32권, 제2호, 2004. 4., pp. 17-23.
  6. "CATIA Version 5 Release 10 Documentation", Dassault System, 2002.
  7. "GRIDGEN User's Manual, Version 15", Program Development Pointwise, 2003.
  8. "FLUENT User's Guide", FLUENT Inc., 1998.
  9. "DESIGN-EXPERT Software Version 6 User's Guide", Stat-Ease Inc., 2000.
  10. "GRIDPRO ; The AZ Graphic Manager Manual", Program Development Co., 2000.
  11. "ICEMCFD Meshing Modules, Version 4.2" , ICEMCFD Engineering, 2002.
  12. Hutchison, M. T., Unger, E. R, Mason, W. H., Grossman, B. and Haftka, R T., "Aerodynamic Optimization of an HSCT Configuration Using Variable - Complexity Modeling", AIAA Paper 93-0101, January 1993.
  13. "iSIGHT Basic Training", Engineous Korea, 2002.
  14. Salas, A. O. and Townsend, J. C, "Framework Requirements for MDO Application Development", AIAA-98-4740, 1998.
  15. Vanderplaats, G. N. and Hicks, R. M., "Numerical Airfoil Optimization Using a Reduced Number of Design Coordinates", NASA TM X-73151, July 1976.
  16. Vanderplaats, G. N. and Hansen, S. R, "DOT Users' Manual, Version 4.00", VMA Engineering, 1993.