DOI QR코드

DOI QR Code

Numerical Study of the Aerodynamic Characteristics of an Airfoil with Thickness Uncertainty for a Wind Tunnel Testing

두께의 불확실성을 갖는 풍동시험 익형모델의 공력특성에 관한 수치해석 연구

  • 이태형 (한국항공우주연구원 항공기술실) ;
  • 권기정 (한국항공우주연구원 항공기술실) ;
  • 김근택 (한국항공우주연구원 항공기술실) ;
  • 안석민 (한국항공우주연구원 항공기술실)
  • Received : 2012.01.10
  • Accepted : 2012.05.14
  • Published : 2012.06.01

Abstract

Numerical investigation is performed to understand the effects of thickness uncertainty of a supporting airfoil due to manufacturing processes on the aerodynamic characteristics of an airfoil used for measuring data in a wind tunnel testing. This is done by comparing the coefficients of lift, drag and moment of the airfoils. In this work, the airfoil model consists of three parts, one located in the center for measuring and two outer parts used for supporting. The study is carried out with a NACA64-418 airfoil and the turbulence model of Transition SST. It is found that the effect of thickness uncertainty of the airfoils used for supporting is not significant to the performance of the test airfoil at various angles of attack and Reynolds numbers.

익형 풍동시험 시 모델의 제작오차에 의해 시험 익형과 지지대 익형의 두께에서 차이가 있을 경우 시험 익형의 공력특성에 주는 영향을 양력, 항력 및 모멘트 값의 변화를 수치 해석하여 비교 및 분석하였다. 이를 위해 익형모델을 세 부분으로 나누어 제작하는 경우 가운데 위치하는 시험 익형을 기준 형상으로 하여 시험 익형 양쪽에 부착하여 지지대 역할을 하는 익형의 최대두께를 가운데 익형에 비해 작게 설정하였다. 익형모델은 NACA64- 418을 사용하였으며, 난류모델은 천이현상을 잘 예측할 수 있는 Transition SST를 사용하였다. 다양한 받음각과 레이놀즈 수에서 지지대 역할을 하는 익형모델과 두께 차이가 매우 큰 경우에도 가운데 위치한 시험 익형의 공력특성에 미치는 영향이 매우 작음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Reuss, R. L., Hoffmann, M. J., and Gregorek, G. M., "Effects of Surface Roughness and Vortex Generators on the NACA4415 Airfoil," NREL TP-442-6472, 1995.
  2. Selig, M., Deters, R., and Gush, P., "Wind Tunnel Model Construction Notes (version 6)," http://www.ae.illinois.edu/m-selig/uiuc_lsat/modelNotes.html (검색일 2011년 3월 10일).
  3. Duffner, J. D., "The Effects of Manufacturing Variability on Turbine Vane Performance," Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2008.
  4. Loeven, G. J. A., Bijl, H., "Airfoil Analysis with Uncertain Geometry using the Probabilistic Collocation Method", AIAA 2008-2070, 2008.
  5. Bunker, R. S., "The Effects of Manufacturing Tolerances on Gas Turbine Cooling," Journal of Turbomachinery, Vol. 131, 041018, 2009. https://doi.org/10.1115/1.3072494
  6. Langtry, R. B., Gola, J. and Menter, F. R., "Predicting 2D Airfoil and 3D Wind Turbine Rotor Performance using a Transition Model for General CFD Codes," AIAA 2006-0395, 2006.
  7. Boorsma, K. and Schepers, J. G., " Description of Experimental Setup: Mexico Measurements," Tech. Report, Energy Research Centre of the Netherlands, 2009.
  8. Drela, M., "Xfoil 6.97 user guide," MIT Aero & Astro Harold Younren Aerocraft, Inc. http://web.mit.edu/drela/Public/web/xfoil/.
  9. 이태형, 김철완, "풍력터빈 블레이드의 익형 성능해석을 위한 난류모델 및 격자수에 관한 민감도 분석," 한국항공우주학회 2011 추계학술대회 논문집, 2011.