• 제목/요약/키워드: 공력 불안정성

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

  • 이재원;오세종;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권6호
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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.

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

  • 김태호;이용복;김창호;김광호;이남수
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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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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공기 포일 베어링으로 지지되는 터보 압축기의 공력 불안정성이 로터에 미치는 진동 영향 (Rotordynamic Effects Due to Aerodynamic Instability in a Turbo-compressor with Air Foil Bearings)

  • 김태호;이용복;김창호;이남수;김광호;신유환
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제6권2호
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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.

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

  • 김태수;이상수;김재수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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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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고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구 (THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME)

  • 김태수;이상수;김재수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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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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자유후류 기법을 이용한 다중로터 공력해석 프로그램의 개발 및 검증 (Development and Validations of the Aerodynamic Analysis Program of Multi-Rotors by Using a Free-Wake Method)

  • 박상규;이재원;이상일;오세종;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.859-867
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    • 2007
  • 본 논문의 목적은 다중로터의 공력특성 해석이 가능한 수치해석 기법을 개발하고 검증하는 것이다. 이를 위해 기 개발된 시간 전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 용출 및 중첩 패널 코드에 table look-up 방식을 추가하여 로터 동력의 예측이 가능하도록 하였다. 또한, look-up table을 다양한 레이놀즈수 영역에서 적용하기 위해서 레이놀즈수 보정법을 사용하였다. 계산 결과는 동축 반전로터와 탠덤로터의 실험 결과를 이용하여 검증하였다. 동축 반전로터 검증에서 본 연구에서와 같이 블레이드의 두께효과가 고려되어 해석될 경우 실험치와 더 가까운 결과를 얻음을 확인하였다. 탠덤형 로터 검증 시 특정한 간격에서 와류 상호작용에 의한 와류 불안정성이 존재하였다. 이 경우 후류의 불안정성은 단일로터의 후류를 각 로터의 초기 후류형상으로 이용하는 방법을 통해 제거할 수 있었다. 검증된 코드를 이용하여 로터 간격에 따른 공력성능의 차이를 운동량 이론과 비교하였다.

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

  • 최원;김규홍;이경태
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.14-20
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    • 2002
  • 본 논문에서는 3단형 과학로켓(KSR-III) 기본형의 조건을 이용하여 선두부에서 발생하는 공력가열 현상을 예측하였다. 마하수 4.9, 10.2, 15의 극초음속 유동영역을 평형유동이라 가정하고 수치적 불안정성에 강건한 수치기법인 AUSMPW+ 수치기법과 충격파 정렬 격자계 (shock-aligned grid system)을 사용하여 반구형, Parabola형, 절두 원통형 선두부 형상에 따른 공력가열 현상을 계산하고 발사체 선두부에 사용되는 구조물인 복합재료의 열적안정성을 예측하였다.

유동 방향으로 나열된 두 실린더 사이의 간격에 따른 공력특성 분석

  • 이종윤;김정훈
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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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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