• Title/Summary/Keyword: Aerodynamic Analysis

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고속 터보프롭 항공기용 고효율 경량화 복합재 프로펠러 블레이드 설계 연구 (Design on High Efficiency and Light Composite Propeller Blade of High Speed Turboprop Aircraft)

  • 공창덕;이경선;박현범;최원
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.57-68
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    • 2012
  • 본 연구에서는 한국의 차세대 중형항공기에 사용될 고속형 터보프롭 항공기용 고효율 복합재 프로펠러 블레이드의 설계를 수행하였다. 와류 이론과 블레이드 깃 요소 이론을 활용하여 기본 공력설계 및 성능 해석을 수행하였고 공력설계 결과는 상업용 전산유체해석 프로그램인 ANSYS를 이용한 해석을 통해 확인 되었다. 프로펠러 구조 설계 시 카본/에폭시 복합재료가 적용되었으며, 경량화와 구조 안정성 개선을 위하여 스킨-스파-폼 샌드위치 구조 형식를 채택하였다. 제안된 프로펠러 블레이드는 공력 및 구조 해석과 시제품 프로펠러 블레이드의 구조 시험을 통하여 높은 효율과 안전한 구조임이 검토되었다.

중형 터보프롭 항공기급 프로펠러 공력특성 전산해석 (CFD Analysis of Aerodynamic Characteristics of Regional Turboprop Aircraft Propeller)

  • 최원;최재승;정인면;김지홍;이일우;한성훈;원영수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.447-452
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    • 2011
  • Propeller shall have high efficiency and improved aerodynamic characteristics to get the thru5t to fly at high speed for the Regional turboprop aircraft. That is way Clark-Y airfoil which is used to conventional turboprop aircraft propeller is selected as a blade airfoil. Adkins method is used for aerodynamic design and performance analysis with respect to the propeller design point. Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point of Regional turboprop aircraft. The propeller design results indicate that is evaluated to be properly constructed, through analysis of propeller aerodynamic characteristics using the Meshless method and MRF, SM method.

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음절내 음소 출현 위치에 따른 한국어 양순 파열음의 공기역학적인 특징 (Aerodynamic Characteristics of Korean Bilabial Stop Consonant as a Function of Phonemic Position in a Syllable)

  • 박상희;정행임;정옥란;석동일
    • 음성과학
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    • 제9권4호
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    • pp.59-75
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    • 2002
  • Aerodynamic analysis study was performed on 14 normal subjects (2 males, 12 females) with nonsense syllables composed of Korean bilabial stops (/p, p', $p^{h}$) and their preceding and/or following vowels, /i, a, u/. That is, [pi, p'i, $p^{h}i$, pa, p'a, $p^{h}a$, pu, p'u, $p^{h}u$, ipi, apa, upu, $ip^{h}i$, $ap^{h}a$, $up^{h}u$, ip'i, ap'a, up'u]. All measures were taken and analysed using Aerophone II voice function analyzer and included peak air pressure, mean air pressure, maximum flow rate, volume, mean SPL and phonatory SPL. A t-test and one-way ANOVA were employed for analysis. A post-hoc analysis was performed with Scheffe and Bonferroni. The results were as follows: First, MSPL. and MAP of /p, p', $p^{h}$/ were significantly different in different positions (initial and medial position). In addition, different vowel environment also produced significantly different aerodynamic characteristics those consonants. Especially the lax consonant /p/ was significantly different /i, a, u/ vowel environments. The tense consonant /p'/ was significantly different only /i/ vowel environment.

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디퓨저 베인에 의한 공진조건에서의 임펠러 구조 안정성 평가 (Structural Stability Evaluation of Impeller in Resonant condition due to Diffuser vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;임강수;박기훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.877-880
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    • 2017
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

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회전익기 통합해석프로그램을 위한 공력해석코드 개발 (Development of an Aerodynamic Performance Analysis Module for Rotorcraft Comprehensive Analysis Code)

  • 이준배;이재원;이관중;오세종;김덕관
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.224-231
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    • 2009
  • 본 논문에서는 회전익기 통합해석프로그램개발의 일환으로 공력해석코드를 개발 및 검증하였다. 기본적인 공력하중은 익형 공력테이블을 이용한 깃요소이론을 기반으로 계산하였고, 로터의 유도 유입류를 계산하기 위해 선형유입류 모델, 동적유입류 모델, 지정후류모델, 자유후류 모델 등 여러 유입류 예측기법을 사용하였다. 각 모델의 특성을 파악하기 위해 Elliott 등의 유도 유입류 실험결과와 AH-1G 실험결과의 국소 수직력계수를 비교 및 검증하였다.

중형항공기급 고효율 경량화 복합재 프로펠러 블레이드 설계 연구 (Design on High Efficiency and Light Composite Propeller Blade of Regional Aircraft)

  • 공창덕;이경선;박현범;최원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.253-258
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    • 2012
  • 본 연구에서는 한국의 차세대 중형항공기에 사용될 터보프롭 항공기용 고효율 복합재 프로펠러 블레이드의 설계를 수행하였다. 와류 이론과 블레이드 깃 요소 이론을 활용하여 기본 공력설계 및 성능 해석을 수행하였고 공력설계 결과는 상업용 전산유체해석 프로그램인 ANSYS를 이용한 해석을 통해 확인하였다. 프로펠러 구조 설계 시 카본/에폭시 복합재료가 적용되었으며, 경량화와 구조 안정성 개선을 위하여 스킨-스파-폼 샌드위치 구조 형식를 채택하였다. 제안된 프로펠러 블레이드는 공력 및 구조 해석과 시제품 프로펠러 블레이드의 구조 시험을 통하여 높은 효율과 안전한 구조임이 검토되었다.

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Lifting Fan의 위치가 복합형 UAM의 공력특성에 미치는 영향 (Analysis with Lifting Fan Position of Hybrid UAM Aerodynamic Characteristics)

  • 이수현;조환기;임동균
    • 한국항공운항학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.1-6
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    • 2022
  • Recently, the development of UAM, which was named by NASA as an alternative to solve the traffic and environmental problems caused by the rapidly progressing urbanization. When designing UAM, the location of lift fans greatly affects the core technology of the eVTOL type, distributed electric propulsion technology and aerodynamic performance of the vehicle. In this paper, a hybrid UAM model was designed using OpenVSP, an open source aircraft configuration modeling program, and aerodynamic analysis was performed according to the lift fans position change by the vortex lattice method. As a result, it is confirmed that the flight parameters and trailing wakes are stable by fixing the lift fan with the state rotated 0° to the flow direction of the aircraft during cruise flight. Also, OpenVSP is a suitable tool to be used in aircraft configuration modeling and design.

복합재를 이용한 수평축 풍력터빈 회전 날개의 공력 및 구조설계에 관한 연구 (Aerodynamic and Structural Design for Medium Size Horizontal Axis Wind Turbine Rotor Blade with Composite Material)

  • 공창덕;방조혁;오동우;김기범;김학봉
    • 한국추진공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.12-21
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    • 1997
  • 무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가지고 있다. 본 연구에서는 500㎾급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 500㎾를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공진 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

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패널법을 이용한 임의의 3차원 BWB 형상 항공기에 대한 공력해석 (Aerodynamic Analysis of an Arbitrary Three-Dimensional Blended Wing Body Aircraft using Panel Method)

  • 이세욱;양진열;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1066-1072
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    • 2009
  • 패널법(panel method)을 이용하여 포텐셜 유동조건에 있는 임의의 3차원 융합익기(Blended-Wing Body) 형상에 대해 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 본 연구 방법은 구간일정강도(piecewise constant strength) 용출(source) 및 중첩(doublet) 특이점(singularity)을 사용하고 Dirichlet 경계조건에 기초한 포텐셜 기저(potential based) 패널법과 물체고정좌표계의 각 방향에 대해 시간전진법(time-stepping method)을 결합한 방법이다. 본 프로그램은 임의의 3차원 BWB 형상 항공기의 공력해석을 빠르고 정확하게 수행할 수 있으며 BWB 항공기의 안정성을 위한 다양한 공력계수를 제공할 수 있다. 본 프로그램으로 3차원 정상/비정상 임의의 3차원 형상에 대하여 공력특성을 예측할 수 있어 BWB 항공기 설계단계, 비행 시뮬레이션과 같이 반복적 빠른 계산을 요구하는 실질적 응용에 크게 기여할 것이다.

고기동 항공기 하부 장착 파드의 공력 및 관성하중 분석 연구 (Analyses on Aerodynamic and Inertial Loads of an Airborne Pod of High Performance Fighter Jet)

  • 이재인;신진영;조동현;정형석;최태규;이종훈;김영호;김시태
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.9-22
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    • 2022
  • A fighter performing a reconnaissance mission is equipped with a pod that drives optical/infrared sensors for acquiring and identifying target information on the lower part of the fuselage. Due to the nature of the reconnaissance mission, the fighter performs high speed evasive maneuvers, and the resulting load should be considered importantly for the development of the pod. This paper concerns a numerical investigation into the inertial and aerodynamic loads of the airborne pod of high performance aircrafts. For the aerodynamic load analysis, the pylon and pod shapes are added to the fighter 3D model, and the commercial software was used for static and dynamic analysis. Considering the practical mission conditions, the common/extreme conditions were established respectively in the static and dynamic situations of pods and the driving torque could be tripled under dynamic conditions. In the analysis of inertia load, a 3-DOF model considering roll and turning maneuvers was derived by the Lagrangian method, and then the numerical integration method was applied to the analysis. As a results, it was conformed that the inertia load was generally induced at a low level compared to the aerodynamic load, but depending on the unbalance mass condition of the pod, the inertia load cannot be negligible.