• Title/Summary/Keyword: 공력 불안정성

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The Aerodynamic Analysis of Helicopter Rotors by Using an Unsteady Source-Doublet Panel Method (비정상 Source-Doublet 패널 기법을 이용한 헬리콥터 로터 공력 해석)

  • 이재원;오세종;이관중
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.6
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    • pp.1-9
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 여러 가지 비행 모드 상의 로터 성능을 효율적으로 예측하는 것이다. 헬리콥터의 공력 특성을 예측하기 위한 비정상 source-doublet 패널 기법 기반의 수치 기법을 개발하였다. 후류의 형상 예측에는 시간 전진 자유후류모델이 사용되었다. 점성에 의한 확산을 고려한 후류의 roll-up 모사를 위하여 후류의 doublet 패널은 같은 강도의 와류고리로 대체하여 계산하였다. 후류와 양력면의 충돌 문제는 표면격자 내부에 들어간 와류고리의 포텐셜값을 제거하여 해결하였다. 제자리비행의 해석 시에 나타나는 와류 불안정성의 해결에는 slow starting과 vortex core growth 모델을 사용하였다. 로터 공력 해석 프로그램은 제자리비행과 전진비행에 대한 실험 결과와 비교하여 검증하였으며, 실험치와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

Rotordynamci Effects Due to Aerodynamic Instability in a Turbo-compressor with Air Foil Bearings (공기 포일 베어링으로 지지되는 터보 압축기의 공력 불안정성이 로터에 미치는 진동 영향)

  • Kim, Tae-Ho;Lee, Yong-Bok;Kim, Chang-Ho;Kim, Kwang-Ho;Lee, Nam-Soo
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 2002.12a
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    • pp.191-198
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    • 2002
  • Oil-free turbo-compressor supported by compliant foil bearings which remove oil-contamination by elimination of the conventional ball bearing and oil lubrication systems is presented. Turbo-compressor makes two individual air compression with two impellers at operating speed, 39,000rpm. In this study, the rotordynamic effects caused by aerodynamic instability were investigated with variable mass flow rate. Correlation between frequencies of pressure fluctuation in two diffusers and those of excitation forces on rotor were clearly developed in aerodynamic unsteady region. Thus, these results show that it is beneficial to design high speed rotating turbomachinery considering coupling effect between aerodynamic instability and rotordynamic force.

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Rotordynamic Effects Due to Aerodynamic Instability in a Turbo-compressor with Air Foil Bearings (공기 포일 베어링으로 지지되는 터보 압축기의 공력 불안정성이 로터에 미치는 진동 영향)

  • Kim, Tae-Ho;Lee, Yong-Bok;Kim, Chang-Ho;Lee, Nam-Soo;Kim, Kwang-Ho;Shin, You-Hwan
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.6 no.2 s.19
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    • pp.62-69
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    • 2003
  • An oil-free turbo-compressor supported by compliant foil bearings which remove oil-contamination by elimination of a conventional ball bearing and oil lubrication systems is presented. Turbo-compressor makes two individual air compressions with two impellers at a operating speed of 39,000 rpm. In this study, the rotordynamic effects caused by aerodynamic instability were investigated with variable mass flow rates. Correlations between frequencies of pressure fluctuation in two diffusers and those of excitation forces on rotor were clearly observed in an aerodynamic unsteady region. Thus, these results show that it is beneficial to design high-speed rotating turbomachinery by considering coupling effect between aerodynamic instability and rotordynamic force.

THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME (고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구)

  • Kim, T.S.;Lee, S.S.;Kim, J.S
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03a
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • 본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 300${\sim}$1000범위에서 고차 고해상도기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

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THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME (고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구)

  • Kim, T.S.;Lee, S.S.;Kim, J.S.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.10a
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • 본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 $300{\sim}1000$범위에서 고차 고해상도 기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

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Development and Validations of the Aerodynamic Analysis Program of Multi-Rotors by Using a Free-Wake Method (자유후류 기법을 이용한 다중로터 공력해석 프로그램의 개발 및 검증)

  • Park, Sang-Gyoo;Lee, Jae-Won;Lee, Sang-Il;Oh, Se-Jong;Yee, Kwang-Jung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.10
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    • pp.859-867
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    • 2007
  • The objective of this study is to develop and validate a numerical method which can handle the multi-rotor aerodynamic characteristics. For the purpose of power estimation, table look-up method is implemented to the existing unsteady panel code that is coupled with a time-marching free wake model. Also, the Reynolds number scaling is implemented for the application to various regions of Reynolds number. The computed results are validated against the available experimental data for coaxial and tandem rotors. In the validation case for the coaxial rotor, more accurate result is acquired when the thickness effect is considered. The wake instability problem occurs at a particular separation distance between the rotors for tandem rotors. The wake instability is avoided by setting the single-rotor wake geometry as the initial wake geometry for the multi-rotor analysis. The estimated result for rotor separation effect is compared with the result of the momentum theory.

The Study of Aerodynamic Heating Characteristics for the Design of Nose Shapes of Space Launcher (발사체 선두부의 공력가열현상 특성연구)

  • Choi, Won;Kim, Kyu-Hong;Lee, Kyung-Tae
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.6
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    • pp.14-20
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    • 2002
  • The aerodynamic heating at a nose cone is predicted under the KSR-III flight conditions. An equilibrium reacting gas condition is applied. The parametric study is performed with Mach number of 4.9, 10.2 and 15 and for the following nose shapes of hemisphere, cut cylinder and parabola. AUSMPW+ and shock aligned grid technique are used to provide the best aerodynamic solutions. In addition, the composite material of a nose cone is discussed in the viewpoint of a thermal safety.

유동 방향으로 나열된 두 실린더 사이의 간격에 따른 공력특성 분석

  • Lee, Jong-Yun;Kim, Jeong-Hun
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2016.03a
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    • pp.622-624
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    • 2016
  • 교량의 케이블이나 송전선같은 원형 구조물들은 유동의 불안정성에 의해 물체 후방에 Vortex가 발생한다. 이렇게 발생한 Vortex는 구조물에 진동과 소음을 발생시키게 된다. 본 연구에서는 이러한 원형 구조물들의 배열에 따른 해석을 진행하였다. 같은 크기의 두 원형 실린더를 주 유동 방향으로 정렬시킨 배열을 EDISON 전산열유체 시스템을 이용하여 해석하였다. 두 원형 실린더의 중심의 거리를 1.5 D부터 5 D까지 변화시켜가며 거리에 따른 각 실린더의 Drag coefficient에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 두 원형 실린더 사이의 거리가 감소할수록 후류 쪽에 위치한 실린더의 Drag coefficient의 값이 감소하는 양상을 보였다.

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