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공압부양 고속 지상운송채의 비정상 공력해석

Unsteady Aerodynamic Analysis of an Air-Pressure-Levitated High-Speed Ground Vehicle

  • 조정현 (한양대학교 기계공학과 대학원) ;
  • 조진수 (한양대학교 기계공학부)
  • 발행 : 2008.08.04

초록

경계요소법을 이용하여 비평면 지면 위를 움직이는 공압부양 고속 지상운송체의 비정상 공력해석을 수행하였다. 비정상 공력해석을 위하여 시간전진법과 이에 연계한 자유후류를 도입하였다. 공압부양 고속 지상운송체가 채널 내를 움직일 때, 채널에 갇힌 공기에 의해 지면효과가 증가하여 운송체의 양력계수와 피칭모멘트 계수가 더욱 증가한다. 즉, 채널과 같은 비평면 지면은 운송체의 종방향 불안정성을 증가시킨다. 반면, 채널과 같은 비평면 지면에 의한 양력상승이 운송체 탠덤날개의 왼쪽과 오른쪽에 동일하게 발생하기 때문에 채널과 같은 비평면 지면효과가 운송체의 횡방향 안정성에 미치는 영향은 크지 않다.

Unsteady aerodynamic analysis of an air-pressure-levitated high-speed ground vehicle moving over the nonplanar ground surface are performed using the boundary-element method. The potential flow solution is included in a time-stepping loop and the wake is captured as part of the solution. When the vehicle moving inside the channel, the lift coefficient and the pitching moment coefficient of the vehicle are increased further because the air trapped by the channel increases the ground effect. In other words, the nonplanar ground surface such as the channel decreases further the longitudinal stability of the vehicle. On the other hand, there is little difference between the ground and the channel in the lateral stability of the vehicle because the lift increment due to the nonplanar ground surface such as the channel takes place on both sides of the wing with the same rate of increase.

키워드

참고문헌

  1. Gran, R. J., "The Benefits of Maglev Technology", AIAA-1993-2949, 1993
  2. Wyczalek, F. A., "Magnetic Levitation Transit Technology Worldwide", AIAA-1994 -3920, 1994
  3. Tyll, J. S., Liu, D., Schetz, J. A., and Marchman, J. F., "Experimental Studies of Mag -netic Levitation Train Aerodynamics", AIAA Journal, Vol. 34, No. 12, 1996, pp. 2465-2470 https://doi.org/10.2514/3.13425
  4. Davis, J. E. and Harris, G. L., "Nonplanar Wings in Nonplanar Ground Effect", Journal of Aircraft, Vol. 10, No. 5, 1973, pp. 308-311 https://doi.org/10.2514/3.44368
  5. Mithra, S., "The Tracked Wing in Ground-Effect(TWIG)", Ph.D. Thesis, Faculty of Mechanical and Aerospace Engineering, Princeton University, 1983
  6. Kono, T., Kohama, Y., and Matsui, N., "Stability of Guide Way Type Wing in Ground Effect Vehicle", 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference, Sendai, Japan, 1994, pp. 715-718
  7. Han, C., Cho, J., Moon, Y., Yoon, Y., and Song, Y., "Design of an Aero-levitation Electric Vehicle for High-Speed Ground Transportation System", Journal of Aircraft, Vol. 42, No. 1, 2005, pp. 93-104 https://doi.org/10.2514/1.95
  8. 한철희, 김학기, 조진수, "비평면 지면효과를 받는 날개들의 종방향 정안정성", 한국항공우주학회지, 제 34권 제 7호, 2006, pp. 12-17
  9. 한철희, 조정보, 조진수, "FAST 동체의 공력특성에 대한 수치 및 실험 연구", 한국항공우주학회지, 제 35권 제 3호, 2007, pp. 177-182 https://doi.org/10.5139/JKSAS.2007.35.3.177
  10. 정용인, 조정현, 조진수, "비평면 지면효과를 받는 플래퍼론이 있는 날개의 비정상 공력해석", 한국항공우주학회지, 제 35권 제 5호, 2007, pp. 369-374 https://doi.org/10.5139/JKSAS.2007.35.5.369
  11. 조연우, 조정현, 조진수, "비평면 지면을 비행하는 FAST의 정상상태 공력특성", 한국항공우주학회지, 제 35권 제 6호, 2007, pp. 483-488 https://doi.org/10.5139/JKSAS.2007.35.6.483
  12. Cho, J. H., Lee, S. W., and Cho, J. S., "Unsteady Numerical Simulation of Wings with Flaperon Flying Over Nonplanar Ground Surface", Journal of Aircraft, Vol. 44, No. 6, 2007, pp. 1849-1855 https://doi.org/10.2514/1.30265