• 제목/요약/키워드: 공력 설계

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공력음향학적 특성을 고려한 시로코 팬의 설계 방법 (Design Method of the Sirocco Fan Considering Aeroacoustic Performance Characteristics)

  • 이찬
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.59-64
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    • 2010
  • A design method of Sirocco fan is developed for constructing 3-D impeller and scroll geometries, and for predicting both the aerodynamic performance and the noise characteristics of the designed fan. The aerodynamic blading design of fan is conducted by blade angle, camber line determinations and airfoil thickness distribution, and then the scroll geometry of fan is designed by using logarithmic spiral. The aerodynamic performance of designed fan is predicted by the meanline analysis with flow blockage, slip and pressure loss correlations. Based on the predicted performance data, fan noise is predicted by two models for cutoff frequency and broadband noise sources. The present predictions for the performance and the noise level of actual fans are well agreed with measurement results.

풍력터빈용 날개 설계 및 공력해석에 관한 연구 (A Study on Aerodynamic Analysis and Design of Wind Turbine Blade)

  • 김정환;이영호;최민선
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제28권5호
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    • pp.847-852
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    • 2004
  • The wind turbine blade is the equipment converted wind into electric energy. The effect of the blade has influence of the output power and efficiency of wind turbine. The design of blade is considered of lift-to-drag ratio. structure. a condition of process of manufacture and stable maximum lift coefficient, etc. This study is used the simplified method for design of the aerodynamic blade and aerodynamic analysis used blade element method This Process is programed by delphi-language. The Program has any input values such as tip speed ratio blade length. hub length. a section of shape and max lift-to-drag ratio. The Program displays chord length and twist angle by input value and analyzes performance of the blade.

KSR- III 외피 단열에 대한 연구

  • 이준호;오범석
    • 항공우주기술
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    • 제1권1호
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    • pp.128-134
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    • 2002
  • 고속비행 중의 공력가열과 같은 외부 열전달로부터 외피 구조물과 내부 탑재물을 보호하기 위하여, KSR-III의 외피에 단열처리가 필요하였다. 일련의 시험과 분석을 통하여 선정된 단열재인 BMS 10-102는 스프레이 가공 형식의 점착성 물질로서 외피에 도포 후 경화시키며, 낮은 열전달율과 낮은 밀도와 같은 특성을 지녀 우수한 단열효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 KSR-III 기본형 설계에서 대표적인 다층구조인 노즈 페어링부의 honeycomb 샌드위치 구조에 대한 단열해석을 수행하였다.

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추력방향제어 시스템 Controller (Control Design of the High Performance Nozzle System(Jet Vane Type))

  • 이명준;김성진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.24-24
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    • 1998
  • 미사일의 수직 발사 시스템은 수송 및 발사에 필요한 공간을 작게 차지하고 간편하여 각국이 선호하고 있다. 그러나 미사일이 수직발사 초기에는 매우 낮은 속도로 상승하므로 미사일의 방향조정용 Fin의 공력이 발생하지 않기 때문에 초기에 Jet Vane 등의 기계장치를 이용 추력의 방향을 제어하여 마사일의 방향을 목표로 향하도록 하는 Controller가 필요하게 된다. 본 Controller는 DC Motor와 감속기를 이용하여 Vane을 제어 할 수 있도록 설계되어 있으며 1차적으로는 지상 시험용 Controller를 개발 완료된 상태에 있다. 추후 실제 사용하기 위한 Controller를 만들기 위해서는 Main 유도장치와의 상호 Interface 관계를 고려하여 설계되어야 하며 소량 경량화 및 충분한 신뢰성을 갖춘 Controller를 개발하여야 한다.

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원심/사류압축기의 공력설계 프로그램 개발 - 제1부 : 평균유선 설계/성능해석 - (Aerodynamic Design Program for Centrifugal/Mixed-flow Compressors - Part I : Meanline Design and Performance Prediction -)

  • 오종식
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.457-463
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    • 2003
  • A general program of meanline design and/or performance prediction for centrifugal/mixed-flow compressors is successfully commercialized using various empirical loss models. 4 types of diffusers, 3 types of exit elements, shrouded/unshrouded impellers and real gas option are included in the program capabilities. Total 16 cases of benchmark test results proved its reliability to be effectively utilized in the development processes.

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파라미터 모델링을 이용한 항공기 날개의 다분야 설계최적화 (Multi-Disciplinary Design Optimization of a Wing using Parametric Modeling)

  • 김영상;이나리;조창열;박찬우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.229-237
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    • 2008
  • 본 연구에서는 항공기 날개를 설계하기 위하여 공기역학과 구조해석을 통합한 다분야 설계최적화(MDO) 프레임웍을 구성하였다. 파라미터 모델링 기법을 사용하여 최적화 전 과정을 자동화하였다. 공력해석은 Fluent를 사용하였으며 이를 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 Gridgen을 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 유한요소해석을 위한 격자는 MSC.Patran의 PCL 기능을 사용한 파라미터 방법으로 자동으로 생성되도록 하였다. 공력하중은 volume spline method를 사용하여 구조하중으로 변환시켰다. 최적화 방법은 전역해를 구하기 유리한 반응표면법을 사용하였다. 최적화 문제로 목적 함수는 날개의 무게의 최소화, 제약조건은 양항비와 날개의 변위로 정하였다. 그리고 종횡비, 테이퍼 비 및 후퇴각을 설계변수로 정의하였다. 최적화 시험 결과는 본 MDO 프레임웍이 성공적으로 구성되었음을 보여주었다.

그리드핀을 적용한 작은 세장비를 갖는 자탄의 천음속 공력특성 전산해석 (Numerical simulation of the aerodynamic characteristics on the grid-fin adapted sub-munition with low aspect ratio under transonic condition)

  • 유재헌;김창기;최윤정;임예슬
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.23-33
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    • 2019
  • 작은 세장비(aspect ratio)를 갖는 형상의 자탄(sub-munition)은 자유낙하 시 비행 자세 안정성이 불량하고 항력조절이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적인 비행 날개 대신 그리드핀이라고 불리는 핀을 설계하여 자탄에 적용하였다. 우선 자탄의 기본모델을 설정하고, 해당 모델에 대한 자유낙하 하는 천음속(transonic) 조건에서의 전산해석이 수행되었으며 풍동시험을 통해 전산해석 결과를 검증하였다. 기본모델의 경우 요구되는 수준의 높은 항력은 얻었으나 자세 안정성이 확보되지 않았다. 이를 개선하기 위해 그리드핀의 설계변수 중 하나인 웹 두께(web-thickness)를 변경하여 2종의 핀을 추가로 설계하였으며 해당 설계안에 대한 전산해석을 수행하였다. 수행 결과, 웹 두께가 가장 얇은 조건에서 자세 안정성이 가장 우수하게 확보되었으며 항력계수도 큰 값을 유지하였다. 해석 결과를 기반으로 그리드핀 설계를 완료하고, 자탄에 대한 공력자료를 확보하여 이를 토대로 자탄의 탄도를 예측할 수 있는 기반이 마련되었다. 또한, 그리드핀이 다양한 형태의 비행체와 탄에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

초음속 날개의 천음속 순항성능 향상을 위한 플랩 꺽임각 최적화 (FLAP DEFLECTION OPTIMZATION FOR TRANSONIC CRUISE PERFORMANCE IMPROVEMENT OF SUPERSONIC TRANSPORT WING)

  • 김형진
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.9-21
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    • 2001
  • 초음속 여객기의 천음속 순항 성능을 개선하기 위하여 날개의 플랩 꺽임각을 최적화하였다. 이를 위하여 3차원 Euler 코드와 adjoint 코드를 이용한 최적설계기법을 적용하였다. 설계변수로서, 앞전플랩 5개, 뒷전 플랩 5개 등 총 10개의 플랩의 꺽임각이 사용되었다. 설계과정중에 격자계 내부격자점의 수정을 위해 타원형방정식법을 이용하였다. 계산 시간의 단축을 위해 내부격자의 민감도는 무시하였다. 또한 본 설계문제에 근사구배기법의 적용가능성 여부를 조사하였다. 충격파가 없는 경우 앞전 플렙에 한하여 근사구배기법을 적용할 수 있음을 알았다. 최적설계기법으로 BFGS기법을 적용하여 항력을 최소화하였으며, 양력 및 날개 표면 마하수에 대한 제약조건을 적용하였다. 앞전 플랩의 최적화 및 앞전과 뒷전 플랩의 최적화 등 두 개의 설계 문제를 고려하였다. 성공적인 결과를 얻음으로써 본 설계방법의 타당성 및 효율성을 확인하였다.

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Support Vector Regression 기반 공력-비선형 구조해석 연계시스템을 이용한 유연날개 다목적 최적화 (Multi-Objective Optimization of Flexible Wing using Multidisciplinary Design Optimization System of Aero-Non Linear Structure Interaction based on Support Vector Regression)

  • 최원;박찬우;정성기;박현범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권7호
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    • pp.601-608
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    • 2015
  • 유연날개의 공력 및 구조 설계값을 설계 변수로 하여 정적 상태에서의 정적 공탄성해석 및 최적화를 수행하였다. 정적 공탄성해석과 최적화를 위해 상용 해석소프트웨어들이 연계된 강건한 다분야 최적설계 시스템을 개발하였다. 최적화 설계변수로는 가로세로비, 테이퍼비, 후퇴각과 날개 위아래 스킨 두께를 설정하였다. 전역적 다목적 최적화를 위해 실수기반 적응영역 다목적 유전자 알고리즘을 적용하였으며 계산시간을 줄이기 위해 메타모델로 서포트벡터회귀 기법을 적용하였다. 유연날개에 대한 파레토 결과 분석을 통해 최대 항속시간과 최소 중량에 대한 최적 결과를 확인하였다.

고 받음각에서의 방향 안정성 향상을 위한 Chine 형상 최적설계 (Chine Shape Optimization for Directional Stability at High Angle of Attack)

  • 박형욱;박미영;이재우;변영환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.825-834
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    • 2008
  • 고 받음각에서의 방향 안정성 향상을 위한 chine 형상 최적화를 수행하였다. Super ellipse equation을 통하여 다양한 형태의 chine 형상을 생성하고, 3차원 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 방향안정성 및 고받음각에서의 공력 특성을 분석하였으며, 가장 높은 방향 안정성을 갖는 형상을 기본형상으로 선정하였다. 파리미터를 이용한 기본형상의 곡면 변형을 통하여 높은 방향 안정성 및 양항비를 동시에 만족하는 최적형상 도출을 위하여, 반응면을 구성하고 가중치를 도입하고 양항비를 구속조건으로 하는 방향안정성 최적화 문제를 수행하였다. 본 연구를 통하여 고받음각에서 chine형상의 공력특성을 파악하여 강한 와류를 발생시키는 chine 형상이 방향안정성에 도움이 된다는 것을 확인할 수 있었으며 최적화를 통해 기본형상보다 방향안정성이 약 29% 향상되는 결과를 얻었다. 또한 파라미터 기반 형상 생성기법과 근사최적화 기법의 연동을 이용한 형상최적설계 과정을 초음속, 고받음각 유동의 chine 형상설계에 적용하여 그 효율성을 확인하였다.