A Numerical Analysis of Aerodynamic Characteristics and Loads for KSLV-II Configuration at the System Design Phase

한국형발사체 시스템 설계 형상에 대한 공력 특성 및 하중 해석

  • Received : 2013.05.02
  • Accepted : 2013.07.01
  • Published : 2013.07.01

Abstract

In this study, a numerical analysis based on CFD methods has been conducted to predict the aerodynamic coefficients and aerodynamic loads of KSLV-II configuration designed at the system design phase. By the effects of exclusion of engine cowls of prior configuration, axial force and normal force decreased and center of pressure was much moved to the nose direction. Also, aerodynamic loads at flight and on the launch pad were predicted for structural load analysis. The computed results will be used for mission analysis and structural analysis at the next design phase.

한국형발사체 시스템설계 형상에 대해 전산유동해석(CFD) 기법을 이용하여 공력 특성 및 하중을 예측하였다. 이전 형상에 비하여 엔진 카울이 없어짐에 따라 축력과 수직력이 감소하였으며, 압력 중심이 전방으로 크게 이동하였다. 그리고 하중 해석을 위해 비행 중 및 발사대 대기 중의 공력 하중을 산출하였다. 공력 계수 및 공력 하중 해석 결과는 다음 설계 단계의 임무 설계 및 구조 해석 분야에 활용된다.

Keywords

References

  1. IC1TAG0K0002, 한국형발사체 DAC-1B 형상 공력 하중 및 공력 계수, 한국항공우주연구원, 2012. 7. 17
  2. L2-SDR-0002, 한국형발사체 시스템 설계 검토 회의(SDR) 발표자료 제2권. 기술 분야, 한국항 공우주연구원, 2012. 6. 26-27
  3. DR0TAG0K0001, 한국형발사체 DAC-0 형상 공력 특성 및 하중 예측, 한국항공우주연구원, 2011. 5. 19
  4. ANSYS Fluent(www.ansys.com)
  5. 김영훈, 옥호남, 김인선, "CFD에 의한 발사체 공력특성에 미치는 기저부 영역 모델링의 영향에 관한 연구," 한국항공우주학회지, 제33권 제9호, 2005. 9
  6. W. W. Boyle and J. P. Pace, "Compendium of flight vehicle base pressure and base drag prediction techniques," NASA-CR-170997, Lockheed, 1983.
  7. DR74000PA00000-0061, 한국형발사체(KSLV-II) 시스템 설계를 위한 지상풍 및 고층풍 기준, 한국항공우주연구원, 2012. 6. 5
  8. "Prelaunch Ground Wind Load," NASA SP-8008, 1965.
  9. DR74000PA00000-0059, 한국형발사체 DAC-1B 스테이징/중량 버짓 업데이트 및 예비임무설계, 한국항공우주연구원, 2012. 5. 14
  10. L2-SDP-1B.21, 한국형발사체 시스템 설계 문서(DAC-1B), Part 21 공력 특성, 한국항공우주연구원, 2012. 6. 14