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Development of an Aerodynamic Performance Analysis Module for Rotorcraft Comprehensive Analysis Code

회전익기 통합해석프로그램을 위한 공력해석코드 개발

  • 이준배 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 이재원 (부산대학교 기계기술연구원) ;
  • 이관중 (부산대학교 항공우주공학과) ;
  • 오세종 (부산대학교 항공우주공학과) ;
  • 김덕관 (한국항공우주연구원)
  • Published : 2009.03.01

Abstract

In this study, an aerodynamic performance analysis code has been developed as a part of rotorcraft comprehensive program. Airloads on rotor blades are calculated based on the blade element theory with look-up tables of aerodynamic coefficients of 2-D airfoils. In order to calculate rotor induced inflow, various inflow prediction methods such as linear inflow, dynamic inflow, prescribed wake and free wake model are integrated into the present module. The aerodynamic characteristics of each method are compared and validated against available experimental data such as Elliot's inflow distribution and sectional normal force coefficients of AH-1G.

본 논문에서는 회전익기 통합해석프로그램개발의 일환으로 공력해석코드를 개발 및 검증하였다. 기본적인 공력하중은 익형 공력테이블을 이용한 깃요소이론을 기반으로 계산하였고, 로터의 유도 유입류를 계산하기 위해 선형유입류 모델, 동적유입류 모델, 지정후류모델, 자유후류 모델 등 여러 유입류 예측기법을 사용하였다. 각 모델의 특성을 파악하기 위해 Elliott 등의 유도 유입류 실험결과와 AH-1G 실험결과의 국소 수직력계수를 비교 및 검증하였다.

Keywords

References

  1. 유승재, 임인규, 이인, “자유후류기법을 이용한 복합제 무힌지 로우터 블레이드의 정지비행시의 정적 공탄성 해석", KSAS 춘계 학술발표회, April, 2007, pp. 910-913.
  2. Kim, K. H., Shin, S. J., Lee, J. W., Yee, K. J. and Oh, S. J., "Toward a More Complete Analysis for Fluid-Structure Interaction in Helicopters", KSAS International Journal, Vol. 7, No. 2, Dec., 2006, pp. 110-120.
  3. Leishman, J. G., "Principles of Helicopter Aerodynamics 2nd edition", Cambridge University Press, 2006.
  4. He, C. J., "Development and Application of a Generalized Dynamic Wake Theory for Lifting Rotors", Doctor Thesis, Georgia Institute of Technology, 1989.
  5. Peters, D. A and He, C. J., "Finite State Induced Flow Models Part II : Three-Dimensional Rotor Disk", Journal of Aircraft, Vol. 32, No.2, 1995, pp. 323-333. https://doi.org/10.2514/3.46719
  6. 홍상원, 이기학, 이관중, 이동호, 최형식 , 전향식, “비정상 유도 유동 기법을 이용한 단일로터 공력성능 해석 기법 연구", KSAS 춘계 학술발표회, 2007, pp. 863-866.
  7. 이재원, 이관중, 오세종, “비정상 Source-Doublet 패널 기법을 이용한 헬리콥터 로터 공력 해석”, 한국항공우주학회지, 34권 6호, 2006, pp. 1-9.
  8. 박상규, 이재원, 이상일, 이관중, 오세종, “자유후류 기법을 이용한 다중로터 공력 해석 프로그램의 개발 및 검증”, 한국항공우주학회지, 35권 10호, 2007, pp. 859-867.
  9. Kocurek, J. D. and Tangier, J. L., "A Prescribed Wake Lifting Surface Hover Performance Analysis", Journal of American Helicopter Society, Vol. 22, No. 1, Jan., 1987, pp. 24-35. https://doi.org/10.4050/JAHS.22.24
  10. Landgrebe, A. J., "An Analytical and Experimental Investigation of Helicopter Rotor Hover Performance and Wake Geometry Characteristics", USAAMRDL Technical Report 71-24, Eustis Directorate, U.S, Army Air Mobility Research and Development Laboratory, Fort Eustis, Va., June 1971.
  11. Komerath, N. M. and Schreiber, O. A, "Implementation and Validation of a Wake Model for Low-Speed Forward Flight", Final Report, NASA Grant NAG-1-693, Sep., 1987.
  12. Elliot, J. W., Althoff, S. L. and Sailey, R. H., "Inflow Measurement Mad e with a Laser Velocimeter on a Helicopter Model in Forward Flight-$\mu$=0.23", NASA TM 100542, 1988.
  13. Yang, Z., Sankar, L. N., Smith, M. J. and Bauchau, O ., " Recent Improvements to a Hybrid Method for Rotors in Forward Flight", Journal of Aircraft, Vol. 39, No. 5, Sep.-Oct., 2002, pp. 804-812. https://doi.org/10.2514/2.3000
  14. Vatistas, G. H., Kozel, V., and Mih, W., "A Simpler Model for Concentrated Vortices", Experiments in Fluids, Vol. 11, 1991, pp. 73-76. https://doi.org/10.1007/BF00198434
  15. Squire, H. B., "The Growth of a Vortex in Turbulent Flow", Aeronautical Quarterly, Vol. 16, Aug. 1965, pp. 302-306. https://doi.org/10.1017/S0001925900003516

Cited by

  1. The Extension and Validation of OpenFOAM Algorithm for Rotor Inflow Analysis using Actuator Disk Model vol.39, pp.12, 2011, https://doi.org/10.5139/JKSAS.2011.39.12.1087
  2. Aeroelastic Analysis of Rotorcraft in Forward Flight Using Dynamic Inflow Model vol.39, pp.4, 2011, https://doi.org/10.5139/JKSAS.2011.39.4.297