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

  • 제35권8호
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  • Pages.661-669
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  • 2007
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  • 1225-1348(pISSN)
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  • 2287-6871(eISSN)
한국항공우주학회 (The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences)
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2차원 지면 효과에 대한 난류 유동장 해석 Part I. 중첩 격자 기법 적용에 대한 연구

Turbulent Flow Simulations on 2-Dimensional Ground Effect Part I. Verification on the Overlap Grid Method

  • 김윤식 (한국해양연구원 해양시스템안전연구소) ;
  • 이재은 (한국과학기술원 항공우주공학전공 대학원) ;
  • 김유진 (한국과학기술원 항공우주공학전공 대학원) ;
  • 권장혁 (한국과학기술원 항공우주공학 전공)
  • 발행 : 2007.08.31
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초록

지면효과에 대한 수치해석을 위한 격자생성 과정에서 발생하는 어려움을 해소하기 위하여 중첩격자 기법을 이용한 수치해석 기법의 타당성에 대한 연구를 수행하고 그 신뢰성을 검증하였다. 지면효과가 있는 경우와 없는 경우 RAE 101 익형주위의 저속 난류 유동장에 대한 수치해석을 수행하였고 다중블록격자 기법과 중첩격자 기법을 적용한 수치해석 결과를 실험결과와 비교하였다. 이를 통하여 중첩격자 기법을 이용함으로써 지면효과에 대한 수치해석과정을 정확하고 격자생성 문제없이 효과적으로 수행할 수 있음을 보였다.

Study on the feasibility assessment for applying the overlap grid method to numerical calculations on the ground effect has been performed. The objective of the present study is to settle the problem in the grid generation process. A low Mach number preconditioned turbulent flow solver using the overlap grid and the multi-block grid methods has been developed and applied to the ground effect simulation around the RAE 101 airfoil. It has been verified that the overlap grid method not only can provide sufficiently accurate solutions but also work out the grid generation problem in the ground effect simulations.

키워드

참고문헌

  1. Wieselsberger, C, 'Wing Resistance Near the Ground', NACA TM-77, 1922
  2. Hsiun, C-M. and Chen, C-K., 'Numerical Investigation of the Thickness and Camber Effects on Aerodynamic Characteristics for Two -dimensional Airfoils with Ground Effect in Viscous Flow', Trans. Japan Soc. Aero. Space Sci, Vol. 38, No. 119, 1995, pp. 77-90
  3. Hsiun, C-M. and Chen, C-K. 'Aerodynamic Characteristics of a Two-Dimensional Airfoil with Ground Effect', J. of Aircraft, Vol. 33, No.2, March-April 1996, pp. 386-392 https://doi.org/10.2514/3.46949
  4. 전호환, 장용훈, 신명수, 'CFD에 의 한 2차원 지면 효과익 주위의 난류유통계산', 대한조선학회논문집, 제 39권 제 3호, 2002, pp. 28-40
  5. 조창열, 김양준, '지면효과익기 날개에 대한 전산 공력 해석', 한국항공우주학회지, 제 32권 제 8호, 2004, pp. 37-46
  6. Im, Y.-H. and Chang, K.-S., 'Unsteady Aerodynamics of a Wing-in-Ground-Effect Airfoil Flying over a Wavy Wall', J. of Aircraft, Vol. 37, No.4, July-Aug. 2000, pp. 690-696 https://doi.org/10.2514/2.2653
  7. 김윤식, 이재은, 신명수, 강국진, 권장혁, ' 2 차원 날개 주위의 지면효과에 대한 난류 유동장 해석', 한국전산유체공학회지 제 11권 제 4호, 2006, pp. 81-89
  8. Hirata, N. and Kodama, Y., 'Flow Computation for Three-Dimensional Wing in Ground Effect Using Multi-Block Technique', J. of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 177, 1995, pp. 49-57
  9. Shin, M.-S., Yang, C-J., Yang, S.-I. and Wang, G.-Q., 'Numerical Simulation of Viscous Flow Around a Three-Dimensional Wing in Ground Effect with Endplates', FAST '99, conference proceeding, Seattle, Washington, U.S.A., 1999, pp. 593-603
  10. 임예훈, 장근식, '지면 효과를 받는 3차원 날개의 유동 해석', 한국항공우주공학회지, 제 29권 제 5호, 2001, pp. 1-8
  11. Steger, J. L., Dougherty, F. C., and Benek, J. A., 'A Chimera Grid Scheme', In Advances in Grid Generation, ASME FED- Vol. 5, New York, NY, 1985
  12. Weiss, J. M. and Smith, W. A., 'Preconditioning Applied to Variable and Constant Density Flows', AIAA J., Vol. 33, No. 11, 1995, pp. 2050-2057 https://doi.org/10.2514/3.12946
  13. Venkateswaran, D. L. and Merkle, C. L., 'Influence of Stagnation Regions on Preconditioned Solutions at Low Speeds', AIAA Paper 2003-0435, 2003
  14. Park, S. H., Lee, J. E. and Kwon, J. H., 'Preconditioned HLLE Method for Flows at All Mach Numbers', AIAA J., Vol. 44, No. 11, 2006, pp. 2645-2653 https://doi.org/10.2514/1.12176
  15. Wilcox, D. C., 'Reassessment of the Scale-Determining Equation for Advanced Turbulence Models', AIAA J., Vol. 26, No. 11, 1988, pp. 1299-1310 https://doi.org/10.2514/3.10041
  16. Thivet, F., 'Lessons Learned from RANS Simulations of Shock-Wave/Boundary-Layer Interactions', AIAA Paper 2002-0583, 2002
  17. Park, S. H. and Kwon, J. H., 'Implementation of k-w Turbulence Models in an Implicit Multigrid Method', AIAA J., Vol. 42, No.7, 2004, pp. 1348-1357 https://doi.org/10.2514/1.2461
  18. Pulliam, T. H. and Chaussee, D. S., 'A Diagonal Form of and Implicit ApproximateFactorization Algorithm', J. Comp. Phys., Vol. 39, 1981, pp. 347-363 https://doi.org/10.1016/0021-9991(81)90156-X
  19. Jespersen, D., Pulliam, T., and Burning, P., 'Recent Enhancements to OVERFLOW', AIAA Paper 97-0644, 1997
  20. Wey, T. C., 'Development of a Mesh Interface Generator for Overlapped Structured Grids', AIAA Paper 94-1924, 1994
  21. Chin, I., Tutorial: On Automatic Domain Connectivity for Overset Grids, 2nd Overset Composite Grid and Solution Technology Symposium, Fort Waltson Beach, Florida, October 25-28, 1994
  22. 김유진, 권장혁, 'PC 클러스터를 위한 정렬 중첩 격자의 병렬처리', 한국전산유체공학회 추계학술대회 논문집, 창원, 2005
  23. Bagely, J. A, 'The Pressure Distribution on Two-Dimensional Wings near the Ground', A.R.C. R&M. 3238, 1960
  24. Hayashi, M. and Endo, E., 'Measurement of Flow Fields around an Airfoil Section with Separation', Trans. Japan Soc. Aero. Space Sci., Vol. 21, No. 52, 1978, pp. 69-75
  25. Steinbach, D., 'Comment on 'Aerodynamic Characteristics of a TwoDimensional Airfoil with Ground Effect' ', J. of Aircraft, Vol. 34, No.3, 1997, pp. 455-456 https://doi.org/10.2514/2.2195
  26. 조정현, 김윤제, '지면효과를 받는 2차원 에어포일 주위 유동에 대한 연구', 한국항공우주학회지 제 29권 제 5호, 2001, pp. 17-24
  27. Ahmed, M. R, Takasaki, T. and Kohama, Y., 'Aerodynamics of a NACA4412 Airfoil in Ground Effect', AIAA J., Vol. 45, No. 1, 2007, pp. 37-47 https://doi.org/10.2514/1.23872
  28. Brebner, G. G. and Bagley, J. A, 'Pressure and Boundary-layer Measurements on a Two-dimensional Wing at Low Speed', A.R.C. R&M. 2886, 1952
  29. Gault, D. E., 'A Correlation of LowSpeed, Airfoil-Section Stalling Characteristics with Reynolds Number and Airfoil Geometry', NACA TN-3963, 1957
  30. White. F. M .. Viscous Fluid Flow. 2nd Ed. McGraw-Hill, 1991