CFD를 이용한 날개 형상에 따른 공력 특성 변화 해석

소개글

CFD를 이용한 날개 형상에 따른 공력 특성 변화 해석

목차

1. 서 론

2. 본 론
1) 격자 생성 및 해석과정
2) 결 과

3. 결 론

참고 자료

본문내용

1. 서 론
에어포일 형상에 따른 에어포일 주위의 유동 및 공력특성을 알아보기 위해 Web 기반의 CFD 해석 프로그램인 e-AIRS 를 사용하여 받음각, 레이놀즈수 조건을 변화시키면서 2-D 유동해석을 수행하였다. 에어포일은 받음각이 증가함에 따라 양력계수가 커지고 그에 따라 양력이 증가한다. 하지만 받음각이 특정값을 초과하면 유동이 떨어져나가는 박리현상이 일어나 실속이 일어나 양력계수가 감소하기 시작한다. 이 때의 받음각을 최대받음각이라 하는데, 실속이 일아나는 받음각은 에어포일이나 날개의 형상에 따라 달라지게 된다. 이번 해석에서는 대칭형 에어포일과 비대칭형 에어포일의 특성을 비교하고, 최대 캠버 크기에 따른 특성 변화를 살펴보기 위해 NACA 0012, NACA 2412, NACA 4412 익형을 비교하였다.

2. 본 론
1) 격자 생성 및 해석과정
익형의 형상은 fig 2.와 같으며 201개의 절점을 만들고 또한 익형 주위에 충분한 크기의 far-field 원형의 경계를 만든 후, 격자를 생성하였고 에어포일 주변에서의 유동을 정확히 살펴보기 위해 에어포일 주변과 앞전과 뒷전에 격자를 조밀하게 만들었다.
에어포일의 경계조건을 점성과 비점성일 경우로 나누어 살펴보면 fig 3.과 같이 점성을 고려하지 않아도 결과의 차이가 크지 않다. 그 이유는 실제로 비점성일 경우 경계층을 관찰할 수 없지만 유한차분 과정에서의 절단오차가 점성효과로 나타나기 때문에 경계층을 관찰 할 수 있다. 하지만 정확성을 위하여 점성 유동을 위주로 해석을 진행하였다.
2) 결 과
에어포일의 공력 특성은 박리 현상 존재 여부에 따라 큰 차이가 있다. 박리 현상을 이해하려면 먼저 경계층(boundary layer)에 대해 알아야 한다 유체가 물체의 표면위를 흐르면 유체의 점성에 의해 마찰이 발생한다. 이 마찰에 의해 물체와 인접한 지역에서는 유체의 속도가 느려진다. 이 때 free stream 속도의 약 99%되는 지점들을 경계층이라 한다.

참고 자료

[1] 항공역학, 이봉준, 김학봉, 김문상
[2] Knowledge Based Airfoil Aerodynamic and Aeroacoustic Design, AIAA 2005-2968
B. Greschner
[3] Aircraft Fligh , R.H. Barnard , D.R Philpott[4] Fundamentals of Aerodynamics 4th edition , John D. Anderson