• 제목/요약/키워드: Rotor blade in hover

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한국형 기동헬기 블레이드의 제자리 비행 공력 해석 (Aerodynamic Calculations in Hover of KUH Rotor Blade)

  • 강희정;김승호;정문승;이희동;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.25-28
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    • 2008
  • An aerodynamic calculation in hover of KUH main rotor blade is performed using a three-dimensional unstructured hybrid mesh viscous flow solver. The flow solver utilizes a vertex-centered finite-volume scheme that is based on the Roe's flux-difference splitting with an implicit Jacobi/Gauss-Seidel time integration. The eddy viscosity are estimated by the Spalart-Allmaras one-equation turbulence model. A solution-adaptive mesh refinement technique is used for efficient capturing of the tip vortex. Calculations are performed at several operating conditions with varying collective pitch setting for KUH main rotor blade in hover. Good agreements are obtained between the present and other results using HOST and CAMRAD II in overall rotor performance. It is demonstrated that the present vertex-centered flow solver is an efficient and accurate tool for the assessment of rotor performance in hover.

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정지비행 로터 블레이드에 부착된 탭의 공기역학적 효과 (AERODYNAMIC EFFECTS OF THE TAB ON A HOVERING ROTOR BLADE)

  • 강희정;김도형;김승호
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.60-66
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    • 2013
  • Numerical simulation was performed for the rotor blade with fixed tab in hover using an unstructured mesh Navier-Stokes flow solver. The inflow and outflow boundary conditions using 1D momentum and 3D sink theory were applied to reduce computational time. Calculations were performed at several operating conditions of varying collective pitch angle and fixed tab length. The aerodynamic effect of fixed tab length was investigated for hovering efficiency, pitching moment and flapping moment of the rotor blade. The results show that it affects linearly increasing on the pitching moment of the rotor blade but does not affect on the flapping moment. The required power is less than 45kw for ground rotating test in hover. Numerical simulations also show that the vortex generate not only from the tip of the rotor blade but also from the fixed tab on the rotor blade.

정지 비행하는 로터 블레이드의 전산 유체-구조 결합 해석 (Computational analysis of coupled fluid-structure for a rotor blade in hover)

  • 김해동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권12호
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    • pp.1139-1145
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    • 2008
  • 로터 블레이드의 구조변형을 포함한, 제자리 비행하는 로터 블레이드의 공력해석을 수행하였다. 와류포획능력을 향상시킨 전산유체 코드와 간단한 오일러-베르누이 보 모델에 기반을 둔 구조역학 방정식을 결합시켜 회전익 유동에 대한 연계 계산을 수행하였으며 계산결과 타당한 로터블레이드 구조변형 및 공력특성을 얻었다.

소형 로터 블레이드의 제자리 비행 성능 시험장치 개발 및 검증 (Development and Verification of Small-Scale Rotor Hover Performance Test-stand)

  • 이병언;서진우;변영섭;김정;이관중;강범수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.975-983
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    • 2009
  • 본 논문은 동축반전 로터 블레이드의 성능 특성 파악을 위한 선행연구로서, 단일 로터 블레이드에 대한 공력 데이터 획득 및 성능 특성을 확인하기 위한 연구에 중점을 두었다. 이를 위해 제자리 비행 상태에서 추력과 토크의 측정이 가능한 소형 로터 블레이드용 회전 시험장치를 구성하고 제작하였다. 로터 회전 시험장치는 회전장치부, 센서부, 그리고 데이터 획득 시스템으로 구성되었으며, 고정된 회전속도에서 콜렉티브 피치각을 변화시키면서 추력과 토크를 측정할 수 있도록 하였다. 이를 통하여 저 레이놀즈 수 ($Re{\approx}3{\times}10^5$) 영역에서 운용되는 단일 로터의 제자리 비행 성능 시험을 수행하였고 소형 로터 블레이드의 제자리 비행 성능을 획득하여 로터 회전 시험장치의 성능을 검증하였다.

Improvement of aeroelastic stability of hingeless helicopter rotor blade by passive piezoelectric damping

  • Yun, Chul-Yong;Kim, Seung-Jo
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제7권1호
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    • pp.54-64
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    • 2006
  • To augment weakly damped lag mode stability of a hingeless helicopter rotor blade in hover, piezoelectric shunt with a resistor and an inductor circuits for passive damping has been studied. A shunted piezoceramics bonded to a flexure of rotor blade converts mechanical strain energy to electrical charge energy which is dissipated through the resistor in the R-L series shunt circuit. Because the fundamental lag mode frequency of a soft-in-plane hingeless helicopter rotor blade is generally about 0.7/rev, the design frequency of the blade system with flexure sets to be so. Experimentally, the measured lag mode frequency is 0.7227/rev under the short circuit condition. Therefore the suppression mode of this passive damping vibration absorber is adjusted to 0.7227/rev. As a result of damping enhancement using passive control, the passive damper which consists of a piezoelectric material and shunt circuits has a stabilizing effect on inherently weakly damped lag mode of the rotor blades, at the optimum tuning and resistor condition.

훨타워 로터 블레이드의 지면효과 (Ground Effect of a Rotor Blade on a Whirl Tower)

  • 강희정;김승호
    • 항공우주기술
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    • 제10권2호
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    • pp.74-81
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    • 2011
  • 비정렬 중첩 격자에 기반한 수치기법을 사용하여 훨타워에서 회전하는 로터 블레이드 공력 수치해석을 수행함으로써, 지면 효과에 대해 고찰하였다. 훨타워 주위의 건물에 의한 블레이드 공력 특성 변화도 고려되었다. 계산 결과는 정지 비행 성능특성에 대해 훨시험 결과와 비교하여 일치함을 확인하였다. 또한 지면효과가 없는 조건의 해석결과 및 모델식 값과 비교함으로써 지면효과를 확인하였다.

Multi-Point Aerodynamic Shape Optimization of Rotor Blades Using Unstructured Meshes

  • Lee, Sang-Wook;Kwon, Oh-Joon
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제8권1호
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    • pp.66-78
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    • 2007
  • A multi-point aerodynamic shape optimization technique has been developed for helicopter rotor blades in hover based on a continuous adjoint method on unstructured meshes. The Euler flow solver and the continuous adjoint sensitivity analysis were formulated on the rotating frame of reference. The 'objective function and the sensitivity were obtained as a weighted sum of the values at each design point. The blade section contour was modified by using the Hicks-Henne shape functions. The mesh movement due to the blade geometry change was achieved by using a spring analogy. In order to handle the repeated evaluation of the design cycle efficiently, the flow and adjoint solvers were parallelized based on a domain decomposition strategy. A solution-adaptive mesh refinement technique was adopted for the accurate capturing of the wake. Applications were made to the aerodynamic shape optimization of the Caradonna-Tung rotor blades and the UH-60 rotor blades in hover.

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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Assessment of Rotor Hover Performance Using a Node-based Flow Solver

  • Jung, Mun-Seung;Kwon, Oh-Joon;Kang, Hee-Jung
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제8권2호
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    • pp.44-53
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    • 2007
  • A three-dimensional viscous flow solver has been developed for the prediction of the aerodynamic performance of hovering helicopter rotor blades using unstructured hybrid meshes. The flow solver utilized a vertex-centered finite-volume scheme that is based on the Roe's flux-difference splitting with an implicit Jacobi/Gauss-Seidel time integration. The eddy viscosity are estimated by the Spalart- Allmaras one-equation turbulence model. Calculations were performed at three operating conditions with varying tip Mach number and collective pitch setting for the Caradonna-Tung rotor in hover. Additional computations are made for the UH-60A rotor in hover. Reasonable agreements were obtained between the present results and the experiment in both blade loading and overall rotor performance. It was demonstrated that the present vertex-centered flow solver is an efficient and accurate tool for the assessment of rotor performance in hover.

부분적 지면조건 하에서의 소형 로터 블레이드 제자리 비행 성능에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Small-Scale Rotor Hover Performance in Partial Ground Conditions)

  • 서진우;이병언;강범수;오세종;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.12-21
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    • 2010
  • 본 논문에서는 부분적인 지면효과 하에서의 단일로터 블레이드에 대한 제자리 비행 성능 특성을 확인하였다. 이를 위해 소형 로터 블레이드 회전 시험장치와 이동식 바닥면을 이용하여 고정된 회전속도에서 콜렉티브 피치각을 변화시키면서 추력과 토크를 측정하였다. 로터면과 지면이 겹치는 거리를 d, 로터의 직경을 D라 하면 지면효과가 없을 때부터 d/D가 0.25일 때까지는 지면효과가 로터의 성능에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 로터 깃의 개수가 4개일 때 지면 효과의 영향을 더 크게 받아 2개일 때보다 추력이 증가하고 동력이 감소하였다. 또한 피치각이 작을수록 지면효과로 인하여 추력이 증가하는 경향을 보였다. 이와 같은 실험 결과를 바탕으로 로터 깃의 개수와 부분적인 지면 효과를 고려한 새로운 경험식을 도출하였다.