• 제목/요약/키워드: Aerodynamic prediction

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소형 전술급 무인항공기 프로펠러의 이산소음 수치해석 (Discrete Noise Prediction of Small-Scale Propeller for a Tactical Unmanned Aerial Vehicle)

  • 유기완
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.790-798
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    • 2018
  • Discrete noise signals from a small scale tactical unmanned aerial vehicle(UAV) propeller were predicted numerically using time domain approach. Two-bladed 29 inch propeller in diameter and 150 kgf in gross weight were used for main parameters of the UAV based on the actual size of the similar scale vehicle. Panel method and Farassat formula A1 were adopted for aerodynamic and aeroacoustic analysis respectively. Time domain signals of both thickness and loading noises were transformed into frequency domain to analyze the discrete noise characteristics. Directivity pattern in a plane perpendicular to the rotating disc plane and attenuation of noise intensity according to double distance were also presented.

Shape morphing and adjustment of pantographic morphing aerofoil section structure

  • Saeed, Najmadeen M.;Kwan, Alan S.K.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제24권2호
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    • pp.193-207
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    • 2019
  • This study concerns with morphing structures, e.g. as applied in the aerospace industry. A morphing aerofoil structure capable of variable geometry was developed, which was shown to be able to cater for the different aerodynamic requirements at different stages of flight. In this work, the useful and relatively simple method has been applied, which provides a direct method for calculating required morphing shape displacements via finding the most effective bar through calculating bar sensitivity to displacement and calculating set of length actuations for bar assembly to control/adjust shape imperfection of prestressable structural assemblies including complex elements ("macro-elements", e.g., the pantographic element), involving Matrix Condensation. The technique has been verified by experiments on the physical model of an aerofoil shaped morphing pantographic structure. Overall, experimental results agree well with theoretical prediction. Furthermore, the technique of multi-iteration adjustment was presented that effective in eliminating errors that occur in the practical adjustment process itself. It has been demonstrated by the experiments on the physical model of pantographic morphing structure. Finally, the study discusses identification of the most effective bars with the objective of minimal number of actuators or minimum actuation.

High TPI HDD 구현을 위한 PES Estimation에 관한 연구 (A Study on the PES Estimation for Developing High-TPI HDD)

  • J. S. Koh;S. W. Kang;Y. S. Han;Kim, Y. H.;T. Y. Hwang
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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    • pp.319.1-319
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    • 2002
  • A frequency-domain PES estimation and its prediction method are proposed for the tightly-coupled servo/mechanical design of high-TPI HDD system above 100kTPI. The major two disturbance energies which are related with mechanical vibrations inside of HDD are used to predict the drive-level PES, while considering closed-loop servo dynamics. One is the torque disturbance which mainly comes from aerodynamic excitation of HSA system and the other is the displacement disturbance from disk-spindle dynamics. (omitted)

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정지궤도 위성의 정현파 가진 시험과 예측 비교 (Analysis of Sine Test Results with Prediction for Geo-stationary Satellite)

  • 김창호;김경원;김선원;임재혁;황도순
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.80-84
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    • 2010
  • 위성 구조계의 가장 기본적인 임무 및 역할은, 우선 위성 자체의 미션 및 기능을 위해 필요한 여러 탑재체 및 장비들을 장착하고 지지할 수 있는 공간을 제공하고, 발사 시에 발생하는 이런 극심한 발사환경 하중에서 위성체 및 탑재체들을 안전하게 보호하는 것이다. 위성체가 발사체에 실려 발사될 때에 매우 높은 가속도에 의한 정적하중 및 공기의 저항에 의한 하중, 연소 가스 분출 시 발생하는 음향에 의한 하중, 발사체로부터 분리될 때 발생하는 충격 하중 등 여러 가지의 극심한 하중을 겪게 된다. 이런 여러 발사환경 중, 저주파 동적 하중 환경의 검증을 위한 정현파 가진 시험 시에 주요 탑재체 및 장비들의 고유모드에서 과도한 하중이 가해지는 것을 피하기 위해 정현파 가진 규격에 노칭을 적용하게 된다. 본 논문은 정현파 가진 시험을 주요 내용으로 하며, 시험을 수행하기 위한 노칭된 예측 입력하중과 실제 시험에 사용된 입력하중을 비교하여 유한요소모델 및 예측의 정확성을 확인해 보고자 한다.

비행 조건의 영향을 고려한 쿼드콥터형 무인비행체의 로터 공력 특성 예측 (Prediction for Rotor Aerodynamics of Quadcopter Type Unmanned Aerial Vehicle Considering Gust and Flight Conditions)

  • 박선후;은원종;신상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권10호
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    • pp.833-844
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    • 2018
  • 본 연구에서는 무인 회전익기의 종류인 쿼드콥터의 로터 블레이드에 대해 바람 및 비행 조건의 따른 공력특성을 예측하고자 한다. 돌풍 및 비행 조건들을 고려하기 위해 바람의 좌표계 변환 개념을 제시하였다. 강체 블레이드 플래핑 운동방정식을 고려한 깃 요소 및 운동량 이론을 이용해 개별 로터의 제자리, 전진, 상승 비행을 해석하였다. XFOIL을 사용하여 공력결과를 도출하였고, 개발된 BEMT를 이용하여 제자리 비행, 전진, 상승 조건의 검증을 수행했다. 또한 제자리 비행 실험 환경 구축 및 실험 결과와 개발된 BEMT의 비교 및 검증을 수행하였다.

향상된 자유후류 기법을 이용한 비정상 로터-동체 상호작용 시뮬레이션 (Simulation of Unsteady Rotor-Fuselage Interaction Using an Improved Free-Wake Method)

  • 이준배;서진우;이재원;이관중;오세종
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권7호
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    • pp.629-636
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    • 2010
  • 본 논문에서는 시간전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 패널 코드를 이용하여 비정상 로터-동체 상호작용에 대한 수치적 해석기법에 대한 연구를 수행하였다. 이전 개발된 시간전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 패널 코드는 후류와 깃(Blade)이 아주 근접한 경우에 불안정성이 발생하였다. 이를 제거하기 위해 장속도 기법을 적용하여 코드를 개선하였다. 개선된 코드를 이용하여 NASA에서 실험된 ROBIN(ROtor Body Interaction) 형상에 대한 해석을 수행하였다. 로터가 있을 때와 없을 때의 동체 표면 압력과 유도 유입류의 비를 실험결과 및 기존 수치해석 결과들과 비교하였다. 개발된 코드는 로터-동체 상호 작용으로 인해 발생하는 유동 특성과 생성되는 복잡한 후류의 형상을 잘 예측하였다.

비정렬 적응 격자계를 이용한 비정상 로터-동체 공력 상호작용 모사 (Simulation of Unsteady Rotor-Fuselage Aerodynamic Interaction Using Unstructured Adaptive Meshes)

  • 남화진;박영민;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.11-21
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    • 2005
  • 3차원 비정렬 격자를 이용한 로터-동체 공력 상호작용에 대한 수치적 해석을 수행하였다. 로터와 동체간의 상대적인 운동을 모사하기 위하여 해석 유동장을 회전하는 부분과 정지된 부분으로 나누어 계산하였다. 블레이드 끝단에서 생성되는 끝단 와류를 포착하기 위하여 준 비정상 적응 격자 기법을 도입하였다. 또한 낮은 속도로 전진 비행하는 헬리콥터 해석을 위해서 저 마하수 예조건화 기법을 적용하였다. 로터-동체 공력 간섭현상에 대한 검증을 위해 Georgia Tech 형상과 NASA에서 실험한 ROBIN 형상에 대한 실험 결과와 비교하여 본 연구 해석 기법이 타당함을 보였다.

와류 격자법에 의한 수평축 풍력터빈의 공기역학적 성능예측 (Aerodynamic Performance Prediction of Horizontal Axis Wind Turbine by Vortex Lattice Method)

  • 유능수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1264-1271
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    • 1990
  • 본 연구에서는 회전 깃(rotor blade)을 폭 방향과 시위방향으로 많은 평면 페 널(panel)들로 나누어 이에 말굽쇠 형 화류(horseshoe vortex)를 분포시키는 양력면 (lifting surface)으로 대치하고 후류는 깃상의 순환(circulation)분포에 의해 그 크 기가 결정되는 와도(vorticity)를 와류격자로 대치하는 와류격자법(Vortex Lattice Method`VLM)을 사용하여 HAWT의 공기역학적 성능 예측을 시도하였다. 그리고 후류의 형상은 근 후류(near wake)와 원후류(far wake)로 나누어 근 후류는 깃의 후연(trail- ing edge)에서의 속도를 갖고 와선(vortex line)이 움직이게 하여 결정하였고 원 후류 는 반무한대 원형화류 실린더(semi-infinite circular vortex cylinder)로 취급하여 결정하였다.

적합직교분해를 이용한 로터 블레이드의 차수축소모델 구축 및 공력특성 분석 (Efficient Analysis of the Aerodynamic Characteristics of Rotor Blade Using a Reduced Order Model Based on Proper Orthogonal Decomposition Method)

  • 정성기;느고콩덕;양영록;조태환;명노신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1073-1079
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    • 2009
  • 본 연구에서는 전진 비행하는 헬리콥터 로터 블레이드 표면의 압력장에 대한 공력 특성 분석 및 차수축소모델 구축을 위해 적합직교분해 (POD) 방법을 이용하였다. 에너지가 큰 특정 모드를 기반으로 전진 비행하는 비정상 로터 블레이드에 대한 공기역학적 특성을 분석하였으며, CFD 계산 결과의 검증을 위해 제자리비행에 대한 실험 결과와 비교하였다. 수렴속도를 향상시키기 위해 Multi-grid 기법을 사용하였으며, 회전하는 로터 블레이드 주위의 비정상 유동을 모사하기 위해 슬라이딩 격자를 이용하였다. 그 결과 240개의 Snapshot에 대해 에너지율 99% 이상을 포함하는 지배적인 POD 모드 7개가 선정되었으며, POD 모드와 전개 계수를 이용하여 차수축소모델을 성공적으로 구축하였다.

External Flow and Cabin Interior Noise Analysis of Hyundai Simple Model by Coupling CAA++ and ACTRAN

  • Kim, Young Nam;Chae, Jun Hee;Jachmot, Jonathan;Jeong, Chan Hee
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.291-291
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    • 2013
  • The interior vehicle noise due to the exterior aerodynamic field is an important topic in the acoustic design of a car. The air flow detached from the A-pillar and impacting the side windows are of particular interest as they are located close to the driver / passenger and provides a lower insulation index than the trimmed car body parts. HMC is interested in the numerical prediction of this aerodynamic noise generated by the car windows with the final objective of improving the products design and reducing this noise. The methodology proposed in this paper relies on two steps: the first step involves the computation of the exterior flow and turbulence induced non-linear acoustic field using the CAA(Computational aeroacoustics) solver CAA++. The second step consists in the computation of the vibro-acoustic transmission through the side window using the finite element vibro-acoustic solver Actran. The internal air cavity including trim component are included in the simulation. In order to validate the numerical process, an experimental set-up has been created based on a generic car shape. The car body includes the windshield and two side windows. The body is made of aluminum and trimmed with porous layers. First, this paper describes the method including the CAA and the vibro-acoustic models, from the boundary conditions to the different components involved, like the windows, the trims and the car cavity is detailed. In a second step, the experimental set-up is described. In the last part, the vibration of the windshield and windows, the total wind noise level results and the relative contributions of the different windows are then presented and compared to measurements. The influence of the flow yaw angle (different wind orientation) is also assessed.

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