The mechanism of wind-induced ovalling vibrations of cylindrical shells is numerically investigated by using a vortex method. The subject of this paper is limited to a two-dimensional structure in the subcritical regime. The aerodynamic stability of the ovalling vibrations in the second to fourth circumferential modes is discussed, based on the results of a forced-vibration test. In the analysis, two modal configurations are considered; one is symmetric and the other is anti-symmetric with respect to a diameter parallel to the flow direction. The unsteady pressures acting on a vibrating cylinder are simulated and the work done by them for one cycle of a harmonic motion is computed. The effects of a splitter plate on the flow around the cylinder as well as on the aerodynamic stability of the ovalling vibrations are also discussed. The consideration on the mechanism of ovalling vibrations is verified by the results of a free-vibration test.
제자리 비행하는 헬리콥터 전기체 형상으로부터 발사되는 유도무기 운동을 모사하기 위해 비정렬 중첩격자기법을 6자유도 운동 기법과 연계하여 비정상 해석을 수행하였다. 주로 터, 꼬리로터, 그리고 유도무기를 포함하는 동체로 구성되는 헬리콥터 전기체 형상에 대한 비정상 해석을 수행하였으며, 6자유도 운동 기법을 이용하여 헬리콥터에서 발사되는 유도 무기의 초기 발사 거동을 예측하였다. 발사위치 및 유도무기의 추력크기에 따른 발사거동을 비교하였으며, 주로터에서 발생하는 비정상 내리흐름에 따른 유도무기의 비행 특성을 분석하였다.
In this study, lumped-vortex element method and thin airfoil theory were used to analyze aerodynamic characteristics of airfoils with relative motion that had camber lines of NACA $44{\times}{\times}$ airfoil in 2-dimensional unsteady incompressible potential flow. Velocity disturbance due to airfoil was calculated by lumped-vortex element model and force distribution on airfoil by unsteady Bernoulli's equation. Variables in relative motion were considered the period p, the amplitude of flapping $A_f$ and pitching $A_p$, and the phase difference between flapping and pitching ${\phi}_p$ and the angle of attack ${\alpha}$. Due to movement of an airfoil, dag was induced in 2-dimensional unsteady incompressible potential flow. The numerical results show that the aerodynamic characteristics of the airfoil with flapping and pitching at the same time are illustrated. Especially the mean lift coefficient became smaller, but drag coefficient became larger.
Kim, Kyung-Hwan;Shin, Sang-Joon;Lee, Jae-Won;Yee, Kwan-Jung;Oh, Se-Jong
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제7권2호
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pp.110-120
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2006
There have been developed many structural and fluid rotorcraft analysis models in rotorcraft community, and also lots of investigations have been conducted to combine these two models. These investigations turn out to be good at predicting the airloads precisely, but they have not taken the blade nonlinear deflection into account. For this reason, the present paper adopts a sophisticated structural model which can describe three-dimensional nonlinear deflection of the blade. And it is combined with two types of aerodynamic model. First one is generalized Greenberg type of finite-time aerodynamic model, which is originally established for a fixed wing, but later modified to be suitable for coupled flap-lag-torsional aeroelastic analysis of the rotor blade. Second aerodynamic model is based on the unsteady source-doublet panel method coupled with a free wake model. The advantages of the present method are capabilities to consider thickness of the blade and more precise wake effects. Transient responses of the airloads and structural deflections in time domain are mainly analyzed in this paper.
The aerodynamic analysis of a $6{\times}6$ counter-rotating propfan around a missile-like-body has been completed analytically using a frequency domain panel method. The present method requires Fourier transformation of flow field around the propfan in computing the velocities normal to the propfan lifting surfaces. The aerodynamic performance curve is determined by angle of attack and nonuniform inflow conditions. The inflow conditions result from the variations of missile flight speed, angle of attack, propfan location relative to control surfaces and control surface deflection angle. The two cases of propfan location relative to control surface, front and behind, are analyzed and the aerodynamic results are presented.
A numerical analysis was made for the unsteady flow fields of rotor system of a Tilt-Rotor aircraft in cruise mode. The Reynolds-averaged thin-layer Navier-Stokes equations were discretized by Roe's upwind differencing scheme and integrated in time by the LU-SGS algorithm. The computational domain of the rotor system was constructed by six multi-block Chimera grids. Simulated unsteady flow fields of rotating blades were studied in several different view points.
자유로운 이착륙과 뛰어난 비행능력을 가진 플랩핑 날갯짓 비행체에 관한 집중적 연구개발이 진행되고 있다. 대부분의 플랩핑 날갯짓에 관한 연구는 동기화된 운동의 다양한 운동변수에 대한 연구들로 비동기 운동을 수행하는 에어포일의 비정상 공력 특성에 미치는 영향에 대한 관심은 크지 않았다. 본 연구에서는 히브와 피치 진동운동 주파수가 서로 다른 에어포일의 비정상 공력특성을 수치적으로 연구했다. 먼저 비동기 운동에 따른 운동특성과 받음각 변화를 파악하였다. 해석 결과 진동수 비가 1.0인 경우 양력은 발생하지 않았고 추력이 크게 발생했다. r=0.5인 경우 양력이 크게 발생하였다. 에어포일 주변의와 분포와 표면에서의 압력계수를 분석하여 비동기 진동운동을 하는 에아포일의 공력특성을 분석했다. r=0.5인 경우 r=1.0인 경우 보다 더 큰 앞전 및 뒷전 와들이 관찰되었으며, 이 와들이 비동기 진동운동을 하는 에어포일의 공력특성에 큰 영향을 미친 것을 발견하였다. 향후 피치진동의 진폭이 비동기 진동운동을 하는 에어포일의 비정상 공력특성에 미치는 영향을 연구할 계획이다.
본 논문에서는 최적화 방법을 이용하여 동적 실속을 제어하는 방법을 제시하고자 한다. 비정상 공력 민감도 해석코드는 2 방정식 난류 모델을 사용한 비정상 압축성 Navier-Stokes 해석코드로부터 직접 미분법을 사용하여 개발되었다. 목적함수는 해석이 수행되는 전시간에 대한 것보다는 매 순간의 값을 사용하였다. 매 순간의 목적함수에 대한 구배값은 민감도 해석코드를 사용하여 얻었고, 최적화는 매 시간마다 간단한 건형 직선 조사방법(linear line search)을 이용하였다. 제어 변수는 익형의 노즈 반경, 최대 두께와 흡입을 사용하였다. 계산결과는 동적 실속을 제어하는데, 본 논문에서 제시한 최적화 방법이 효과적이라는 것을 보여주고 있다.
Unsteady aerodynamic analysis of an aircraft is done using a frequency domian 3-D panel method. The method is based on an unsteady linear compressible lifting surface theory. The lifting surface is placed in a flight patch, and angle of attack and camber effects are implemented in upwash. Fuselage effects are not considered. The unsteady solutions of the code are validated by comparing with the solutions of a hybrid doublet lattice-doublet point method and a doublet point method for various wing configurations at subsonic and supersonic flow conditions. The calculated results of dynamic stability derivatives for aircraft are shown without comparision due to lack of available measured data or calculated results.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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