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

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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The Extension and Validation of OpenFOAM Algorithm for Rotor Inflow Analysis using Actuator Disk Model

Actuator Disk 모델 기반의 로터 유입류 해석을 위한 OpenFOAM 알고리즘 확장

  • 김태우 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 오세종 (부산대학교 항공우주공학과) ;
  • 이관중 (부산대학교 항공우주공학과)
  • Received : 2011.10.06
  • Accepted : 2011.11.22
  • Published : 2011.12.01
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Abstract

The purpose of current study is to develop and verify the newly developed solver for analyzing rotor flow using the open-source code. The algorithm of standard solver, OpenFOAM, is improved to analyze the rotor inflow with and without fuselage. For the calculation of the rotor thrust, the virtual blade method based on the blade element method is employed. The inflow velocities on the rotor disk used to specify the effective angle of attack, have been included in the solver. The results of the current rotor inflow analysis are verified by comparing with other experimental and numerical results. It was confirmed that the modified solver provides satisfactory results for rotor-fuselage interaction problem.

본 연구의 목적은 오픈 소스 코드에서 제공하는 해석자의 알고리즘을 수정하여 로터의 유동 해석에 적합하도록 해석자를 확장하고, 이를 검증하는 것이다. 우선 로터의 추력에 의해 발생하는 후류에 의한 유동 흐름의 해석이 가능하도록 오픈 소스 코드인 OpenFOAM의 표준 해석자의 알고리즘을 개선하였다. 또한, 로터의 추력 예측을 위해서 깃요소 이론을 기반으로 한 가상 블레이드 기법을 적용하였다. 깃요소 이론에서의 유효받음각을 구하기 위한 로터 디스크 상의 속도 성분은 해석자 내에서 반복계산시마다 수렴되는 속도를 사용하였다. 개발된 로터 해석자를 사용하여 로터 유입류 해석을 수행하고 그 결과를 실험 결과 및 타 수치해석 코드의 결과와 비교하여 신뢰도를 검증하였다. 로터-동체 상호작용 해석을 통해 헬리콥터 시스템 전체에 대한 로터 해석자의 적용가능성을 확인하였다.

Keywords

References

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