• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권9호
• /
• pp.766-774
• /
• 2017

달착륙선 하강엔진에서 사출된 배기가스가 월면과 충돌할 때 배기가스와 월면과의 상호작용으로 인해 월면에 분포되어 있는 표토가 분산된다. 이때, 분산된 표토입자가 착륙선과 충돌할 경우 성능 저하 등과 같은 역효과를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 달착륙 엔진의 배기가스 거동을 전산유체해석을 통해 예측하고자 하였다. 하강엔진의 노즐내부 영역은 Navier-Stokes 방정식 기반의 연속체 유동 모델을 이용하여 해석하였으며, 노즐 외부 배기가스 거동은 연속체 유동 모델과 직접모사법(DSMC)을 적용하여 해석한 결과를 각각 비교 및 분석하였다. 이를 통해 진공환경에서 달착륙선 하강엔진에 대한 최적의 배기가스 해석 절차를 수립할 수 있었으며, 차후 한국형 달착륙선 개발에 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.163-173
• /
• 2018

본 논문에서는 비행 중 비행체 표면에 작용하는 음향하중 예측을 수행하였다. 비행 중 음향하중은 비행체 표면의 압력 변동에 의해 발생한다. 기존의 비행 중 음향하중 예측방법은 반경험적 방법으로 이론과 실험 결과를 기반으로 도출한 경험식을 활용한다. 하지만 경험식의 입력 값으로 사용되는 비행체 주변 유동특성 및 경계층 파라미터를 매번 실험을 통해 얻는 것에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 결과를 반경험적 방법과 혼합하는 하이브리드 방법을 이용하여 비행 중 비행체에 작용하는 음향하중을 예측하였다. Cone-cylinder-flare 형상 비행체에 대해 아음속, 천음속, 초음속, 최대동압도달(Maximum dynamic pressure, Max-q) 시점의 비행 환경에 대한 음향하중 예측을 수행하였다. 하이브리드 방법 적용 시 전산유체해석결과를 기반으로 한 경계층 끝단 영역 판단 방법에 대해 비교하였고 여러 연구자에 의해 제시된 경험식에 따른 음향하중 예측결과를 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권5호
• /
• pp.395-404
• /
• 2012

본 논문에서는 전산유체역학을 이용하여 3차원 비행체 형상에 대한 동안정 미계수를 예측하였다. 피치에 대한 미계수는 피치방향의 조화진동운동을 통하여 계산하였고 롤 감쇠계수는 비관성 좌표계에 대한 정상해석을 통하여 계산하였다. 계산은 Basic Finner와 SDM 형상에 대해 수행했으며 다른 연구자의 실험적/수치적 결과와 비교하였다. 유동 계산을 위해 비관성 좌표계와 관성 좌표계에서 모두 사용할 수 있는 3차원 Euler 해석자를 개발하였다. 시간 정확성을 유지한 비정상 해석을 위해 이중시간적분법을 적용하였다. 동안정 미계수계산 결과는 다른 수치 및 실험적 연구 결과들과 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.702-710
• /
• 2011

본 연구에서는 외부유동현상 해석에 오픈 소스 기반의 전산유체역학 프로그램인 OpenFOAM의 적용가능성을 검토하였다. 이를 위해 초음속, 천음속, 아음속 유동 영역에서 각 부분에 대표적인 해석 케이스를 선정하고 OepnFOAM에서 제공하는 해석자를 사용하여 해석을 수행했으며 해석 결과를 실험 결과 및 타 전산유체역학코드와 비교하였다. 충격파가 발생하는 초음속과 천음속 영역에서 충격파 예측의 정확도를 확인할 수 있었으며 경계 조건에 따른 결과의 정확도를 비교하였다. 아음속 유동 영역에서는 큰 박리가 일어나는 해석 케이스를 선정하여 복잡한 유동장하에서 OpenFOAM의 해석 정확도를 확인하였다. 위의 연구 결과를 바탕으로 OpenFOAM의 활용가능성과 한계를 확인하였고 이를 바탕으로 향후 OpenFOAM을 기반으로 수행할 연구 내용을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권5호
• /
• pp.399-405
• /
• 2021

본 연구에서는 본 연구진에서 설계한 덕티드 팬의 제자리 비행 성능을 확인하기 위해 40% 축소모델을 이용하여 지상 회전 시험 및 전산 유체 해석을 수행하였다. 본 축소 시험 모델의 블레이드 개수는 6개이며, 팬의 회전속도는 4,000RPM이다. 팬 블레이드의 콜렉티브 피치 각도는 20도에서 36도까지에서 시험을 진행하였다. 지상 시험은 정지 상태에서 1,000RPM씩 증가시키며 4,000RPM까지 성능 데이터를 계측하였다. 전산 유체 해석은 지상 시험과 동일한 조건에서 4,000RPM 시험 조건에 대해 수행하였다. 제자리 비행 성능은 추력, 파워, 덕트 추력 비, FM(Figure of Merit)으로 확인하였다. 시험과 해석 결과 간 비교를 통해 성능 결과의 신뢰성을 확보하였으며, 목표 성능은 콜렉티브 피치각 31도 이상의 조건에서 달성됨을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1274-1280
• /
• 2022

전산유체역학을 사용하는 일반적인 선박의 저항성능 평가는 많은 시간과 비용이 필요하며, 이를 줄이기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 선박의 주요 치수나 단면을 이용하는 기존의 방법들은 선형에 크게 좌우되는 저항성능을 추정하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 선형 격자의 기하학적 정보를 입력으로 선체 표면의 저항성능을 빠르게 추정할 수 있는 심층신경망 모델을 제안한다. Perceiver IO 기반의 제안하는 심층신경망 모델은 시간 단계별로 계산이 필요한 전산유체역학 기법과 달리 바로 저항성능 추정이 가능하며, 저속비대선의 일종인 50K 탱커 선박을 대상으로 한 데이터집합에서 평균 1% 미만의 오차로 저항성능을 추정하는 결과를 보인다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
• /
• pp.123-128
• /
• 2002

Over the range(OTR) has been applied for cooking and ventilation functions especially in northern Amarica. Because flow rate and operating rpm of the double sided sirocco fan for ventilation are much higher and than the microwave oven system, the major noise source is the sirocco fm. Recently, the quiet fan development is one of very important issues for amenity. In this study, the noise source identification using multi-microphone array system was carefully carried out and numerical simulations for understanding the aerodynamic and aeroacoustic of the fan were peformed. The sound level of tonal noise is predicted with a good accuracy but that of the broadband shows some discrepancy. In order to reduce the broadband noise, the inlet region of sirocco fan have to be modified that the secondary flow should be suppressed. Based on these results, new low noise fan and OTR is now developing.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.18-23
• /
• 2010

This paper presents a procedure for the aerodynamic and aeroacoustic characteristics of a sirocco fan. For the aerodynamic and aeroacoustic analyses of the sirocco fan, three-dimensional steady and unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations are solved with a shear stress transport turbulence model for turbulence closure. The flow analyses were performed on a hexahedral grid using a finite-volume solver. The validation of the numerical results is performed by comparing with experimental data for the pressure, efficiency and power. The internal flow analyses of the sirocco fan are performed to understand the unstable flow phenomenon on the casing for the wall pressure and internal flow characteristics at each position. It was found that fluctuation of pressure and locally concentrated noise source are observed near the cut-off and expansion regions of the casing.

• 한국항공운항학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.23-29
• /
• 2006

SEMAS(Smart Electro-Mechanical Actuation System), which enhances the flight performance and interior comforts of the airplane is selected as the prime actuation device for the Boeing 787 Environmental Control System. In the present study, fluid-structure interaction analysis process that simultaneously considers interaction by structural deformation and the fluid dynamics has been established. The integrated analysis shows there is slight structure-deformation which causes no severe interference among the structural components.

• 한국음향학회지
• /
• 제41권6호
• /
• pp.713-722
• /
• 2022

본 연구에서는 대상 원심팬 시스템에서 발생하는 유동 현상과 공력 음향 성능을 수치적/실험적으로 분석하고 다양한 수치 기법을 비교하여 평가하고자 하였다. 먼저 원심팬의 성능을 실험적으로 분석하기 위해 반무향실에서 음향 파워를 측정하였으며, 실험 결과를 통해 대상 원심팬 시스템에서 방사되는 소음 성능에 대한 유효 주파수 범위를 파악하고 이에 대한 수치 모사를 실시하였다. 수치적으로 유동 및 음향 파워를 분석하기 위해 Navier-Stokes 방정식과 Ffowcs Williams&Hawkings 방정식을 각각 유동장과 음향장의 지배방정식으로 사용하였으며, 음향장의 구현을 위해 가상의 음향 방사면을 설계하여 사용하였다. 고차 3차원 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)와 연계된 Hybrid-CAA 기법을 사용하여 모사한 음향 파워 레벨과 소음 실험을 통해 측정한 음향 파워 레벨의 비교를 통해 사용된 수치 기법의 정확도 및 수치적 특성을 평가하였다.