• 제목/요약/키워드: $C_L/C_D$, 양항비

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세일링 요트의 지브 세일과 메인 세일의 간격 변화에 따른 주위 유동 해석 (Analysis of flow around on jib and main sails of sailing yacht)

  • 최학규;이희범
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제3회(2014년)
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    • pp.643-648
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    • 2014
  • 세일링 요트 (sailing yacht)는 세일 (sail)의 양력을 주로 이용하여 추진력을 얻는다. 요트 경주에서와 같이 항주 속도가 중요한 문제에서는 세일의 성능이 좋을수록 빠른 속도를 낼 수 있기 때문에 세일 주변의 유동해석을 통한 성능 추정과 효율의 최적화는 매우 중요하다. 본 논문에서는 일반적인 경주요트의 형태로써 지브 세일 (jib sail)과 메인 세일 (main sail) 그리고 한 개의 마스트(mast)로 구성된 슬루프(sloop)형 요트에 대한 유동해석을 하였다. 풍상범주 상태에서의 30ft급 세일링 요트인 KORDY-30의 jib sail과 main sail의 높이에 따른 단면을 모델링하였다. 슬루프형 요트의 경우, 세일링 요트에서 jib sail과 main sail이 각각 단독으로 있는 형태의 요트보다 세일의 개수가 증가함에 따라 양력이 증가하지만 항력도 따라서 증가 할 것이라고 가정했다. 따라서 jib sail의 각도를 다양하게 변화시켜 양력계수와, 항력계수의 변화를 살펴보고 그에 따른 양항비의 분석을 통해 최적의 효율을 갖는 jib sail의 각도를 알아보았다.

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Kline-Fogleman Airfoil과 이를 적용한 날개의 저 레이놀즈수 공력특성 연구 (Numerical Study on Aerodynamic Characteristics of Kline-Fogleman Airfoil and Its 3D Application at Low Reynolds Number)

  • 노나현;이관중
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제2권1호
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    • pp.29-37
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    • 2014
  • 본 연구에서는 저 레이놀즈수에서의 Kline-Fogleman 익형과 이를 적용한 날개의 공력특성을 분석하였다. 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$ 이하 영역에서 양항비가 향상됨을 확인하였으며, 특히 레이놀즈수 $1{\times}10^4$에서 양항비가 26% 향상되었다. 양항비 측면에서 Kline-Fogleman 익형이 날개 중앙에 위치하는 것이 가장 유리하며, 전체 날개에 대한 Kline-Fogleman 익형의 면적이 80%일 때 양항비가 20% 증가함을 확인하였다. 이 때 항속시간은 12% 향상되었다. 또한 날개의 구조적 안정성과 양항비 향상률을 고려하였을 때 Kline-Fogleman 익형의 면적을 50%에서 80%사이로 설계하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

Flatback 에어포일의 뒷전 두께에 따른 공력 특성 연구 (A Study on Aerodynamic Characteristics of Flatback Airfoils)

  • 문찬웅;최태훈
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제1회(2012년)
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    • pp.17-20
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    • 2012
  • 본 연구는 전산유체해석 프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 NACA63-425 에어포일과 이 에어포일을 기반으로 만든 뒷전 두께가 2% 4%인 NACA63-425G02, NACA63-425G04에 대하여 두께 변화에 따른 공력 특성 변화를 수치해석을 수행 하였다. 난류점성내의 압축성 조건에서 받음각에 따른 양력계수, 항력계수, 양항비 등을 비교하여 Flatback 에어포일의 장단점에 대하여 결과를 분석해 보았다.

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CRW 비행체의 공력특성 해석 (Analysis on Aerodynamic Characteristics of the CRW Air-Vehicle)

  • 최성욱;김재무
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.26-33
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    • 2003
  • Smart UAV Development Program, one of the 21c Frontier R&D Program sponsored by MOST(Ministry of Science and Technology), was launched in 2002 As an air vehicle for the Smart UAV, CRW(Canard Rotor/wing) concept was one of the candidates compared in trade-off study. The CRW concept has not only been proven completely but its aerodynamic characteristics not known in detail yet. Two calculation methods were adopted in this study to obtain aerodynamic data for the CRW First method was the superpose DATCOM method which is capable of three lifting sufaces, and second one is the full Navier-Stokes computation around CRW configuration using overset grid method. Basic aerodynamic characteristics of the CRW configuration was analyzed and the minimum drag level with lift to drag ratio is presented. The peculiar flow characteristics around rotor/wing and hub were also examined and considered in the configuration design.

대기권을 비행하는 유도 미사일의 최대 사거리 구현을 위한 외형 형상 최적화 시스템 연구 (An External Shape Optimization Study to Maximize the Range of a Guided Missile in Atmospheric Flight)

  • 양영록;허상범;제소영;박찬우;명노신;조태환;황의창;제상언
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.519-526
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    • 2009
  • 본 논문에서는 커나드와 테일핀을 가진 지대지 유도미사일이 대기권을 비행할 때 최대 사거리를 갖기 위한 효율적인 외형 형상 최적화 기법 연구에 대하여 기술하였다. 이를 위하여 비행궤적 해석 기법과 최적화 기법을 연계하여 미사일의 사거리 증대를 위한 외형 형상 최적화 전산 프로그램 시스템을 구축하였다. 비행궤적 해석부분에서는 반실험적 기법을 이용한 공력해석프로그램인 Missile DATCOM을 직접 연결하여 운동방정식 계산에 필요한 공력계수들을 계산 시간 단계 마다 효율적으로 제공할 수 있게 하였고 최고점 이후의 활공비행 구간에서는 최대 양항비를 갖는 Trim 조건 계산 모듈을 첨가하여 활공비행전 영역에서 최대 양항비 상태에서 지속적으로 비행한다는 가정으로 계산 하였다. 최적화 기법으로는 Response Surface Method(RSM)를 적용하여 계산 시간 효율화를 꾀하였다.

최적 Gurney 플랩크기에 대한 익형두께의 영향 (Effect of Airfoil Thickness on the Optimum Gurney Flap Height)

  • 유능수;이장호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.568-572
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    • 2000
  • A numerical investigation was performed to determine the effect of airfoil thickness on the optimum Gurney flap height using NACA 00XX series airfoils. Seven airfoils which have 3% chord thickness difference were used. These were NACA 0006, 0009, 0012, 0015, 0018, 0021, and 0024. A Navier-Stokes code, FLUENT, was used to calculate the flow field about airfoil. The fully turbulent results were obtained using the standard $k-{\varepsilon}$ two-equation turbulence model. To provide a check case fur our computational method, numerical studies for NACA 4412 airfoil were made and compared with already existing experimental data for this airfoil by Wadcock. For every NACA 00XX airfoil, Gurney flap heights ranging from 0.5% to 2.0% chord were changed by 0.5% chord interval and their effects were studied. With the numerical solutions, the relationship between $(L/D)_{max}$ and airfoil thickness as a function of flap height and the relationship between $(L/D)_{max}$ and flap height as a function of airfoil thickness were investigated. The same relationship for $(C_l)_{max}$ also were shown. From these results, the optimum flap size for each airfoil thickness can be determined and vice versa.

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풍력발전기 블레이드의 에어포일 최적 설계 및 그 적용 연구 (Study on Optimal Design of Wind Turbine Blade Airfoil and Its Application)

  • 선민영;김동용;임재규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권5호
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    • pp.465-475
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    • 2012
  • 본 연구는 두 가지 목표를 가지고 수행하였다. 하나는 수치해석과 Design-FOIL Pro.를 이용해 블레이드 에어포일 모델개발이고, 다른 하나는 이 모델을 Folding blade에 적용하는 것이다. 일반적으로 1MW이상 대형풍력터빈용 블레이드는 강풍시에 피칭제어로 풍향에 대해서 평형상태를 유지하여 로터를 회전시키지 않는 방법으로 블레이드의 손상을 방지 하였지만, 소형풍력터빈용 블레이드는 설비비, 유지비등 경제성을 이유로 피칭제어를 채택하지 않아 블레이드의 파손 문제가 심각하다. 그래서 본 연구에서는 유지보수가 필요 없고 강풍에서도 파손이 없는 Spring pack을 이용한 로터를 직접설계(Direct-Design) 방법으로 설계하여, 그 성능을 검증 하고 변화 풍속에 맞는 폴딩각을 이용해 강풍시에도 Wind turbine이 Cut-out 없이 계속발전을 유지할 수 있도록 하는 점에 집중 연구하고자 한다.