International Journal of Aerospace System Engineering
/
제10권1호
/
pp.1-13
/
2023
The present study was attempted to investigate flow interference effects and the aerodynamic characteristics of the front and rear wings of a joined-wing aircraft by changing the configuration variables. The study was performed using a computational fluid dynamics(CFD) tool to demonstrate forward flight and analyze aerodynamic characteristics. A total of 9 configurations were analyzed with variations on the position, height, dihedral angle, incidence angle, twist angle, sweepback angle, and wing area ratio of the front and rear wings while the fuselage was fixed. The quantities of aerodynamic coefficients were confirmed in accordance with joined-wing configurations. The closer the front and rear wings were located, the greater the flow interference effects tended. Interestingly, the rear wing did not any configuration change, the lift coefficient of the rear wing was decreased when adjusted to increase the incidence angle of the front wing. The phenomenon was appeared due to an effective angle of attack alteration of the rear wing resulting from the flow interference by the front wing configurations.
Inclined and yawed circular cylinder is an essential element in the widespread range of structures. As one of the applications, cables on bridges were reported to have the possibility of suffering a kind of large amplitude vibration called dry galloping. In order to have a detailed understanding of the aerodynamics related to dry galloping, this study carried out a set of wind tunnel tests for the inclined and yawed circular cylinders. The aerodynamic coefficients of circular cylinders with three surface configurations, including smooth, dimpled pattern and helical fillet are tested using the force balance under a wide range of inclination and yaw angles in the wind tunnel. The Reynolds number ranges from $2{\times}10^5$ to $7{\times}10^5$ during the test. The influence of turbulence intensity on the drag and lift coefficients is corrected. The effects of inclination angle yaw angle and surface configurations on the aerodynamic coefficients are discussed. Adopting the existed the quasi-steady model, the nondimensional aerodynamic damping parameters for the cylinders with three kinds of surface configurations are evaluated. It is found that surface with helical fillet or dimpled pattern have the potential to suppress the dry galloping, while the latter one is more effective.
Tall buildings have been traditionally designed to be symmetric rectangular, triangular or circular in plan, in order to avoid excessive seismic-induced torsional vibrations due to eccentricity, especially in seismic-prone regions like Japan. However, recent tall building design has been released from the spell of compulsory symmetric shape design, and free-style design is increasing. This is mainly due to architects' and structural designers' challenging demands for novel and unconventional expressions. Another important aspect is that rather complicated sectional shapes are basically good with regard to aerodynamic properties for crosswind excitations, which are a key issue in tall-building wind-resistant design. A series of wind tunnel experiments and numerical simulation have been carried out to determine aerodynamic forces and wind pressures acting on tall building models with various configurations: corner cut, setbacks, helical and so on. Dynamic wind-induced response analyses of these models have also been conducted. The results of these experiments have led to comprehensive understanding of the aerodynamic characteristics of tall buildings with various configurations.
The aerodynamic drag characteristics of HEMU-400X which has been being developed for the maximum speed of 430km/h were analyzed experimentally as the variations of the pantograph cover configurations to reduce the acoustic noise and the aerodynamic drag of the pantograph system. The wind tunnel tests were performed with three pantograph cover models upon 1/20 scaled 5-car model of HEMU-400X. Two kinds of wedge shapes which induce up-flow in the vicinity of the pantograph and one cone shape which reduces the whole train drag were used in order to compare the aerodynamic characteristics as the pantograph cover shape changes. The each axial force of 5 each car was measured at a time with the test velocities, 30, 40, 50, 60m/s. Through the wind tunnel test the base drag forces of HEMU-400x model and the forces by the pantograph cover on the train model were investigated and the aerodynamic drag characteristics of the train model by the pantograph cover configurations were analyzed.
Kim, Yong Chul;Xu, Xiaoda;Yang, Qingshan;Tamura, Yukio
국제초고층학회논문집
/
제8권4호
/
pp.235-253
/
2019
This paper reviews shape optimization studies for tall and super-tall building design. Firstly, shape effects on aerodynamic and response characteristics are introduced and discussed. Effects of various configurations such as corner modifications, taper, setback, openings, and twists are examined. Comprehensive comparative studies on various configurations including polygon building models, and composite type building models such as corner-cut and taper, corner-cut and taper and helical, and so on, are also discussed under the conditions of the same height and volume. Aerodynamic characteristics are improved by increasing the twist angle of helical buildings and increasing the number of sides of polygon buildings, but a twist angle of $180^{\circ}$ and a number of sides of 5 (pentagon) seem to be enough. The majority of examined configurations show better aerodynamic characteristics than straight-square. In particular, composite type buildings and helical polygon buildings show significant improvement. Next, shape effects on pedestrian-level wind characteristics around tall and super-tall buildings are introduced and discussed. Corner modification buildings show significant reductions in speed-up areas. On the other hand, setback and tapered models with wider projected widths near the ground show adverse effects on pedestrian-level wind characteristics.
The purpose of this paper is to examine the aerodynamic characteristics of three hypersonic configurations including pure liftbody configuration, pure waverider configuration and liftbody integrated with waverider configuration. Hypersonic forbodies were designed based on these configurations. For the purpose to integrate with ramjet or scramjet, all the forebodies were designed integrated with hypersonic inlet. To better understand the forebody performance, three dimensional flow field calculation of these hypersonic forebodies integrated with hypersonic inlet were conducted in the design and off design conditions. The computational results show that waverider offer an aerodynamic performance advantage in the terms of higher lift-drag ratios over the other two configurations. Liftbody offer good aerodynamic performance in subsonic region. The aerodynamic performance of the liftbody integrated with waverider configuration is not comparable to that of pure waverider in the terms of lift-drag ratios and is not comparable to that of pure liftbody in subsonic. But the liftbody integrated with waverider configuration exhibit good lateral-directional and longitudinal-directional stability characteristics. Both pure waverider and liftbody integrated with waverider configuration can provide relatively uniform flow for the inlet and offer good aerodynamic characteristics in the terms of recovery coefficient of total pressure and uniformity coefficient.
The flow simulations around ducted-prop of tilt-duct aircraft were conducted in this study. For the investigation of aerodynamic characteristics of various configurations of duct, the axisymmetric flow calculation method combined with actuator disk model for prop were used. The rapid two-dimensional calculation and fast grid generation enable aerodynamic analysis for various duct configurations in a very short time and anticipated to active role in optimal configuration design of duct exposed to various flight modes. For the case of angle of attack or tilt angle, the three dimensional flow calculation is conducted using the three dimensional grid simply generated by just revolving the axisymmetric grid around center axis. Through the three dimensional calculation around duct, the aerodynamic effectiveness of duct as a lifting surface in airplane mode was investigated. The flow calculations around the control vane (wing) installed in the rear section of duct were conducted The aerodynamic data of wing were compared with the data of the ducts to evaluate the aerodynamic effectiveness of ducts.
A computational study was carried out in order to investigate aerodynamic characteristics on leading edge sweepback angles of Flying-Wing configurations. The viscous-compressible Navire-Stokes equation and Spalart-Allmaras turbulence model of the commercial CFD code were adopted for this computation analysis. This investigation examined aerodynamic characteristics of three different types of leading edge sweepback angles: $30^{\circ}C,\;35^{\circ}C\;and\;40^{\circ}C$. The freestream Mach number was M=0.80 and the angle of attack ranged from ${\alpha}=0^{\circ}C\;to\;{\alpha}=20^{\circ}C$. The results show that the increases in sweepback angle of the Flying-Wing configuration creates more efficient aerodynamic performance.
A projectile that passes through a shock wave experiences drastic changes in the aerodynamic forces. These sudden changes in the forces are attributed to the wave structures produced by the projectile-shock wave interaction. A computational study using moving grid method is performed to analyze the effect of the projectile-shock wave interaction. Cylindrical and conical projectiles have been employed to study such interactions. This sort of unsteady interaction normally takes place in overtaking blast flow fields. It is found that the overall effect of overtaking a blast wave on the unsteady aerodynamic characteristics is hardly affected by the projectile configurations. However, it is noticed that the projectile configurations do affect the unsteady flow structures and hence the drag coefficient for the conical projectile shows considerable variation from that of the cylindrical projectile. The projectile aerodynamic characteristics, when it interacts with the secondary shock wave, are analyzed. It is also observed that the change in the characteristics of the secondary shock wave during the interaction is different for different projectile configurations.
Aerodynamic configurations of bridge decks have significant effects on the aerostatic torsional divergence and flutter forsuper long-span bridges, which are onset for selection of suitable bridge decksfor those bridges. Based on a cable-stayed bridge with double main spans of 1500 m, considering typical twin-box, stiffening truss and closed-box section, which are the most commonly used form of bridge decks and assumed that the rigidity of those section is completely equivalent, are utilized to investigate the effects of aerodynamic configurations of bridge decks on aerodynamic instability performance comprised of the aerostatic torsional divergence and flutter, by means of wind tunnel tests and numerical calculations, including three-dimensional (3D) multimode flutter analysis and nonlinear aerostatic analysis. Regarding the aerostatic torsional divergence, the results obtained in this study show twin-box section is the best, closed-box section the second-best, and the stiffening truss section the worst. Regarding the flutter, the flutter stability of the twin-box section is far better than that of the stiffening truss and closed-box section. Furthermore, wind-resistance design depends on the torsional divergence for the twin-box and stiffening truss section. However, there are obvious competitive relationships between the aerostatic torsional divergence and flutter for the closed-box section. Flutter occur before aerostatic instability at initial attack angle of $+3^{\circ}$ and $0^{\circ}$, while the aerostatic torsional divergence occur before flutter at initial attack angle of $-3^{\circ}$. The twin-box section is the best in terms of both aerostatic and flutter stability among those bridge decks. Then mechanisms of aerostatic torsional divergence are revealed by tracking the cable forces synchronous with deformation of the bridge decksin the instability process. It was also found that the onset wind velocities of these bridge decks are very similar at attack angle of $-3^{\circ}$. This indicatesthat a stable triangular structure made up of the cable planes, the tower, and the bridge deck greatly improves the aerostatic stability of the structure, while the aerodynamic effects associated with the aerodynamic configurations of the bridge decks have little effects on the aerostatic stability at initial attack angle of $-3^{\circ}$. In addition, instability patterns of the bridge depend on both the initial attack angles and aerodynamic configurations of the bridge decks. This study is helpful in determining bridge decksfor super long-span bridges in future.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.