• 제목/요약/키워드: 공력 예측

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회전익 공력소음의 수치적 예측 (Numerical Prediction of Aerodynamic Noise from Rotors)

  • 이정한;이수갑
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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    • pp.581-587
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    • 1997
  • Numerical predictions of aerodynamic noise radiated by subsonic rotors are carried out. A time domain approach for Ffowcs-Williams Hawkings equation of acoustic analogy is used in developing a comprehensive rotor/fan noise prediction program to handle both arbitrary blade shapes and loading conditions. Since only the aeroacoustic aspects of rotors are considered here, the calculations are carried out for rotors with simple aerodynamic characteristics. Broadband noise from ingestion of turbulence is also considered. By incorporating discrete frequency noise prediction of steady loading with broadband spectrum, much better correlation at the low frequency region with experimental data is obtaind. The contributions from different noise mechanisms can also be analysed through this method.

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항공기 저속 세로축 공력 계수 예측에 관한 연구 (Prediction of the Logitudinal Aerodynamic Coefficients of the Aircraft at Low Speed)

  • 강정훈
    • 한국항공운항학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.83-95
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    • 2000
  • Lift, drag, pitching moment, what we call longitudinal aerodynamic coefficient, effects airplanes directly, so the method to find the accurate result quickly is an important factor from the beginning of the aircraft design. There are different ways to find aerodynamic coefficient such as empirical methods, numerical analysis methods, wind tunnel tests, and finally through an actual flight tests, but choosing the best methods depends on the due date or the cost. The accuracy varies on each design level, but all this methods have relationship to complement and balance each other, so by combining proper methods, the best result can be obtained. At this paper, empirical methods and numerical analysis method were experimented, compared, and reviewed to find the availability of each method and by combining two methods accurate result was obtained. So, we applied this methods to predict the aerodynamic coefficient on cruise configuration aircraft, and was able to obtain more accurate result on the low speed longitudinal aerodynamic coefficient. Also by watching there result, we are able to predict the errors before the actual wind tunnel test.

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원심압축기의 공력소음 저감에 관한 설계연구 Part I : 성능해석 및 소음예측 (A Design Study of Aerodynamic Noise Reduction in Centrifugal Compressor Part I : Performance Analysis and Noise Prediction)

  • 선효성;이수갑
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권9호
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    • pp.785-791
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    • 2004
  • The objective of this research is to suggest anoise prediction method for a centrifugal compressor. It is focused on the Blade Passing Frequency component which is regarded as the main part of the rotating impeller noise. Navier-Stokes solver is used to simulate the flow-field of the centrifugal compressor, and the time-dependent pressure data are calculated to perform the near-field noise prediction by using Ffowcs Williams - Hawkings formulation. Indirect Boundary Element Method is applied to consider the noise propagation effect. Pressure fluctuations of the inlet and the outlet in the centrifugal compressor impeller are presented and the sound pressure level prediction results are compared with the experimental data.

비선형 열원모델을 이용한 Rijke tube 내열음향 불안정 곡선의 수치예측기법 (Numerical Prediction of Thermoacoustic Instability in Rijke Tube Using Non-linear Model for Heat Source)

  • 송우석;이승배
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2524-2529
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    • 2008
  • The thermal system like a combustion chamber is believed to experience a significant instability problem with vibration in case that the thermal energy or the acoustic energy are transformed into a different form through a relevant path. This study deals with a numerically- predicted, Thermoacoustic instability in a Rijke tube by using a non-linear model for a heat source. The heating part where the energy transformation occurs actively is modeled after simulating two-dimensional cylinder case with constant surface temperature, and a nonlinear model that accounts for the transfer function of magnitude- and phase-characteristics is properly implemented so as to be dependent on the pulsation strength in the tube. The heat source model is observed to result in equivalent Thermoacoustic instabilities in the Rijke tube except low flow-rate cases in which the natural convection is dominant.

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실험을 통한 소형 무인헬리콥터의 공력인자 도출 및 제자리 비행 성능 예측 (Prediction of Hover Performance on Development of Small-Scale UAV using Numerical and Experimental Approach)

  • 이병언;;변영섭;송준범;강범수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2548-2553
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    • 2008
  • Prediction of the rotor blade performance is important for determining design factors such as weight and size in development of a small-scale helicopter. Generally, prediction of helicopter performance means the estimation of the power required for a given flight condition. However, due to lack of test data and analyzed results for small-scale rotor blade operated at low Reynolds numbers ($Re{\approx}10^5$), this is not an easy task. As an initial research, this work performs a modeling of a single rotor configuration with FLIGHTLAB and a experimental research with rotor test bed. In this process, we performed small-scale isolated single rotor by experimental and numerical method and achieved good agreement of the hover performance on the test data and simulation results.

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자동차 공력저항 예측 프로그램 개발 및 형상인자의 최적화 (Development of a Predicting Program of Vehicle Aerodynamic Drag and Optimization of Shape Parameters)

  • 한석영;맹주성;김무상;박재용
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.223-227
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    • 2002
  • Wind tunnel test or CFD is used for predicting aerodynamic drag coefficient in domestic motor companies. But, wind tunnel test requires much cost and time, and CFD has a relatively large error. In this study a predicting program of the aerodynamic drag coefficient based on empirical techniques was developed. Also GRG method was added to the program in order to decide optimal values of some parameters. The program was applied to 24 cars and the aerodynamic drag coefficients were predicted with 4.82% average error. Optimization was also accomplished to 6 cars. Some parameters to be modified were determined (1) to reduce the afterbody drag coefficient to the value established by a designer and (2) to preserve the same drag coefficient as the original automotive when some parameters have to be changed in the viewpoint of design. It was verified that the developed program can predict the aerodynamic drag coefficient appropriately and determine optimal values of some parameters.

점성-비점성 유동 반복계산 방법을 이용한 2차원 자동차모형의 공력 특성 예측 (Predicting aerodynamic characteristics of two-dimensional automobile shapes in ground proximity using an iterative viscous-potential flow technique)

  • 최도형;최철진
    • 오토저널
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    • 제8권1호
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    • pp.52-61
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    • 1986
  • An iterative viscous-potential flow procedure has been developed and used to predict aerodynamic characteristics of automobiles in ground proximity. The method is capable of predicting the effects of separated flows. The viscous-potential flow iteration procedure provides the connection between potential flow, boundary layer and wake modules. The separated wake is modeled in the potential flow analysis by thin sheets across which exists a jump in velocity potential. The ground effect is properly accounted for by placing a body image in the potential flow calculation. The agreement between theory and experiment is good and, thus, demonstrates that the method can be used in the preliminary design stage.

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ISO 9613-2를 이용한 철도 환경소음 예측 모델 개선에 관한 연구 (Study on the improvement of prediction model for the railway environmental noise using ISO 9613-2)

  • 장승호;고효인;홍지영
    • 환경영향평가
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    • 제26권1호
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    • pp.11-26
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    • 2017
  • 철도 소음의 환경영향평가 업무에 있어서 소음도에 대한 정확한 예측이 중요하지만, 국내에서는 overall 소음도의 거리별 측정을 통한 경험식이 근사적으로 이용되고 있다. 본 논문에서는 소음원과 소음전파의 주파수 특성을 고려하여 철도 소음의 예측 정확도를 향상할 수 있는 예측 모델을 제안하였다. 먼저 철도 소음원을 궤도(레일 및 침목), 차륜, 동력, 공력 성분으로 구분하여 각각의 옥타브 밴드 주파수별 음향파워와 속도계수를 정의하고 음향 조도와 궤도/교량 특성을 반영할 수 있는 보정항을 도입하였다. 소음원에서 수음점까지의 전파 특성은 ISO 9613-2를 적용하여 기하학적 확산, 대기 흡음, 지면 효과, 장애물의 회절에 따른 감쇠 및 지향특성을 반영하여 계산하였다. 소음원 음향파워와 지향인자를 추정하기 위하여 전동 소음원 해석 모델 및 수치해석 결과와 통과 소음도 측정값을 이용하였다. 본 철도 소음 예측 모델을 이용하여 여러 철도 차량과 궤도 유형에 따라서 예측한 소음도를 측정값과 비교하여 정확도를 검증하였으며 기존 예측 모델보다 비교적 정확한 예측이 가능하였다. 따라서 본 결과는 철도 환경 소음의 정확한 영향 예측과 효율적인 소음 저감 대책 수립에 활용될 수 있을 것이다.

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.

유한요소해석을 이용한 축류팬 운전속도별 구조특성에 대한 연구 (A Study on Structural Characteristics of Axial Fans Operating Speed Using Finite Element Analysis)

  • 국정근;조병관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.593-601
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    • 2021
  • 축류팬은 여러 산업분야에서 사용되며, 환기 및 제연을 목적으로 사용하는 송풍기의 핵심 요소이다. 유체 운동을 이용하는 축류팬의 연구는 공력성능에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구 대상은 100마력의 송풍기에 사용되는 축류팬이며, 직경 1800 mm의 대형 송풍기이다. 송풍기의 축류팬은 블레이드, 허브, 허브 캡, 보스로 구성되어 있으며, 블레이드와 허브는 중요한 구성부품이다. 공력성능에 많은 영향을 미치는 블레이드에 대한 설계는 공력성능 예측 프로그램을 이용해 3차원 점 데이터를 추출하여 이를 3D 모델링 형상을 생성하게 된다. 중요 구성부품이 절삭가공을 이용해 가공하게 되면 제품의 수정이 용이하다. 하지만, 블레이드와 허브는 다이캐스팅이나 중력주조를 통해 제작하는 환경으로 인해 금형 제작 전에 구조안전에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 축류팬 정격운전속도와 그 이상의 운전속도에서 주요 구성부품에 대한 구조안전성에 대한 특성과 취약부위에 대한 해석결과는 최대응력과 안전계수를 통해 검증하고 설계시 반영된 여유간극은 블레이드의 회전과 다른 부품과의 간섭 여부를 확인하기 위해 변위 결과를 도출하여 축류팬의 구조안전성에 대해 검증하고자 한다.