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

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Fuzzy Uncertainty Analysis of the Bird Strike Simulation

퍼지이론을 적용한 불확실성이 존재하는 조류충돌 해석

  • 이복원 (한국과학기술원 항공우주공학과) ;
  • 박미영 (한국화이바(주)) ;
  • 김천곤 (한국과학기술원 항공우주공학과)
  • Published : 2007.11.30
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Abstract

The bird strike simulation is a problem characterized by a high degree of uncertainty. It deals with nonlinear dynamics, complicated models of bird materials and geometry, as well as a plenty of possible boundary and initial conditions. In this complex field, uncertainty management plays an important role. This paper aims to assess the effect of input uncertainty of bird strike analysis on the impact behavior of the leading edge of the WIG(Wing in Ground Effect) craft obtained with finite element analysis using LS-DYNA 3D. The uncertainties of the bird strike simulation arise due to imprecision or lack of information, due to variability or scatter, or as a consequence of model simplification. These uncertain parameters are represented by fuzzy numbers with their membership functions quantifying an initial guess for the actual value of the model parameter. Using the transformation method as a special implementation of fuzzy arithmetic, the model can be analyzed with the intention of determining the influence of each uncertain parameter on the overall bird strike behavior.

위그선(WIG: Wing In Ground effect)은 해수면상의 저고도에서 운영되기 때문에 조류충돌에 쉽게 노출될 수 있으며 특히 리딩에지(Leading Edge)는 충돌가능성이 높기 때문에 조류충돌에 대한 구조적 안정성 검증과정이 반드시 필요하다. 이러한 항공기에 대한 조류충돌은 매우 복잡한 현상중의 하나로 다양하고 불확실한 파라메터들이 존재한다. 조류충돌에 대한 해석과정에 있어서 불확실성이 존재하는 파라메터들이 충돌 해석결과에 미치는 영향력을 분석하기 위해 퍼지이론을 적용한 유한요소 해석을 수행하였다. 불확실한 파라메터들이 갖는 조류충돌에 대한 영향력은 비선형 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA 3D를 사용하여 해석하였으며 조류충돌 현상에 존재하는 다양하고 불확실한 파라메터들은 퍼지숫자(Fuzzy number)와 멤버십 함수(Membership function)로 표현하여 퍼지연산 및 변환기법(Transformation method)을 통해 해석과정에 적용하였다. 결론적으로 불확실성이 존재하는 파라메터들이 조류충돌 현상에 미치는 영향력을 퍼지 연산을 통해 수치적으로 평가하였다.

Keywords

References

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