• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권3호
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• pp.291-310
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• 2014

An advanced model for the linear flutter analysis is introduced in this paper. Higher-order beam structural models are developed by using the Carrera Unified Formulation, which allows for the straightforward implementation of arbitrarily rich displacement fields without the need of a-priori kinematic assumptions. The strong form of the principle of virtual displacements is used to obtain the equations of motion and the natural boundary conditions for beams in free vibration. An exact dynamic stiffness matrix is then developed by relating the amplitudes of harmonically varying loads to those of the responses. The resulting dynamic stiffness matrix is used with particular reference to the Wittrick-Williams algorithm to carry out free vibration analyses. According to the doublet lattice method, the natural mode shapes are subsequently used as generalized motions for the generation of the unsteady aerodynamic generalized forces. Finally, the g-method is used to conduct flutter analyses of both isotropic and laminated composite lifting surfaces. The obtained results perfectly match those from 1D and 2D finite elements and those from experimental analyses. It can be stated that refined beam models are compulsory to deal with the flutter analysis of wing models whereas classical and lower-order models (up to the second-order) are not able to detect those flutter conditions that are characterized by bending-torsion couplings.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권5호
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• pp.28-33
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• 2005

이선형 플런지 스프링을 가지는 2차원 단면 익형 모델에 대하여 초음속 비선형 공탄성 해석을 수행하였다. 초음속 비정상 공기력 계산을 위해 DPM을 사용하였고 최소상태접근법을 사용하여 근사하였다. 비선형 플러터 해석을 위해 구조 비선형성을 비대칭 이선형 스프링으로 모델링하고 기술 함수 법을 사용하여 선형화하였다. 선형 및 비선형 플러터 해석 결과들은 공력탄성학적 특성들이 주파수 비에 중요한 영향을 받는다는 것을 보여준다. 비선형 플러터 해석으로부터 다양한 제한 주기 운동이 선형플러터 속도 이하 또는 이상에서 관측되었다. 또한 플러터 특성과 응답을 시간영역에서도 조사하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.140-147
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• 2007

Whenever the hinge axis of aircraft wing rotates, its stiffness varies. Also, there are nonlinearities in the connection of the actuator and the hinge axis, and it is necessary to inspect the coupled effects between the actuator dynamics and the hinge nonlinearity. Nonlinear aeroelastic characteristics are investigated by using the iterative V-g method. Time domain analyses are also performed by using Karpel's minimum state approximation technique. The doublet hybrid method(DHM) is used to calculate the unsteady aerodynamic forces in subsonic regions. Structural nonlinearity located in the load links of the actuator is assumed to be friction. The friction nonlinearity of an actuator is identified by using the describing function technique. The nonlinear flutter analyses have shown that the flutter characteristics significantly depends on the structural nonlinearity as well as the dynamic stiffness of an actuator. Therefore, the dynamic stiffness of an actuator as well as the nonlinear effect of hinge axis are important factors to determine the flutter stability.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.173-178
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• 2005

In this paper, an efficient and robust analysis system for the flutter optimization of laminated composite wings has been developed using the coupled computational method based on the genetic algorithm. General three-dimensional doublet-lattice method is efficiently used to compute generalized aerodynamic forces of T-tail configuration in the frequency domain. Structural dynamic analyses of laminated composite T-tail models are conducted using finite clement method. The classical P-k flutter analysis technique is applied to effectively solve the aeroelastic governing equations in the frequency domain. Optimum design studies using genetic algorithm have been conducted in order to obtain maximum flutter stability of a composite T-tail configuration. The results show that flutter stability can be significantly increased using composite materials with proper optimum design concepts even for the same weight and shape condition. In the view point of engineering design, it is also importantly shown that the optimization of the vertical wing part is highly effective comparing to the optimization of horizontal wing part.

• Composites Research
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• 제20권1호
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• pp.8-14
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• 2007

플랩을 갖는 복합재 평판날개에 대해서 유격 비선형성과 구동장치의 동적 강성을 고려하여 비선형 공탄성 해석을 수행하였다. DHM 방법을 사용하여 아음속 비정상 공기력을 계산하였으며 유격은 기술함수를 적용하여 이선형 스프링으로 가정하였다. 동적 강성을 기어시스템의 지배방정식으로부터 계산하고, 적층각과 재질에 따른 공탄성 특성을 살펴보았다. 선형 및 비선형 공탄성 해석 결과들은 플러터 특성이 유격과 동강성에 따라 크게 달라지는 것을 보여주었다. 다양한 형태의 제한주기거동이 선형플러터 속도 이전과 이후에서 관찰되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.765-772
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• 2015

칼새 비행의 생체모방 초소형 비행체 적용 가능성을 확인하기 위한 공력측정과 위상동기 PIV 연구가 수행되었다. 2축 회전자유도의 로봇 날개 모델과 불어내기식 풍동을 사용하였다. 비틀림 각은 ${\pm}0$, ${\pm}5$, ${\pm}10$, ${\pm}20$도의 진폭을 갖고, 스트로크각은 90도의 위상차를 갖는 단순조화함수로 변화시켰다. 비틀림 각에 따른 시간에 대한 양력계수 변화는 작은 공력감소와 지연만을 나타내며 주목할 만한 차이를 보이지 않았다. 그러나 항력은 작은 비틀림 각 변화가 큰추력을 생성할 수 있음을 보여주었다. 이러한 것들은 칼새가 비행 중에 작은 비틀림 각을 사용하는 이유를 간접적으로 설명해 준다. PIV연구 결과는 공력지연이 날개주위의 와류구조와 밀접한 관계있다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 칼새 모방형 초소형비행체 설계에 있어 비틀림 각은 필수적인 파라미터로서 반드시 고려되어야 함을 의미한다.

• 한국풍공학회지
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• 제22권4호
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• pp.163-169
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• 2018

본 연구에서는 운전 정지 상태로 회전하지 않는 수평축 해상 풍력터빈 로터에서 발생하는 풍하중을 풍속, 요 각도, 방위각, 피치 각도를 달리하면서 대기경계층 내에서 작동하는 조건으로 평가하였다. 하중 예측 결과의 검증을 위해 단순화 한 블레이드 형상에 대한 블레이드 요소이론과 단순 계산치를 이용하여 얻어낸 공력 하중을 상호 비교하였으며, 코드와 비틀림 각도가 블레이드 스팬 방향에 따라 변하는 NREL 5 MW급 대형풍력터빈 로터에 대해서는 NREL에서 개발한 FAST 해석 결과와 본 연구의 해석 결과를 비교함으로써 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 로터의 하중은 허브 중심을 원점으로 하는 고정된 3축 좌표계에 대해서 힘과 모멘트로 표현되는 6분력 하중으로 나타내었다. 따라서 이 결과는 풍력터빈 시스템의 동적 거동 해석과 로터에서 발생되는 전도 모멘트를 견디기 위해 필요한 지지 구조물의 기초하중 자료로 적용할 수 있다.