부산대학교 기계공학부 전산유체역학 A+보고서(2022 1학기)

소개글

"부산대학교 기계공학부 전산유체역학 A+보고서(2022 1학기)"에 대한 내용입니다.

"airfoil NACA0012의 받음각에 따른 양력계수 및 항력계수의 변화"를 주제로 본인이 직접 작성한 자료입니다.
수업중에 한 내용으로는 보고서 쓰기 힘드니 유튜브 참고하시는거 추천드려용:)

목차

1. 서론

2. 이론적 배경

3. 해석 대상 및 목적

4. 사용할 격자를 선택한 이유와 격자 형성 과정
1) 사용할 격자를 선택한 이유
2) 격자 형성 과정

5. 설정한 해석 기법

6. 결과
1) 양력계수(coefficient of Lift)와 항력계수(coefficient of Drag)
2) 속도 분포(velocity distribution)와 압력분포(pressure distribution)

7. 결과를 통한 결론 및 타당성 검토
1) 양력계수(Lift coefficient)
2) 항력계수(Drag coefficient)

8. 느낀점

9. 참고문헌

본문내용

1. 서론

익형(Airfoil)은 항공기, 드론, 풍력 터빈 등 다양한 응용 분야에 사용된다. 익형의 형상(geometry)과 받음각(angle of attack)에 따라 항공기가 받는 양력이 달라지기 때문에 비행에 필요한 에너지를 줄일 수 있기 때문에 양력을 높일 수 있는 형상과 받음각을 구하는 것은 항공 산업분야에서 매우 중요하다.
이 보고서는 익형의 받음각이 양력계수(C_{ L}, coefficient of Lift)와 항력계수(C_{ D}, coefficient of Drag) 에 미치는 영향을 ANSYS사에서 제공하는 FLUENT프로그램을 이용하여 해석해보고, 해석 결과 얻은 데이터의 타당성을 검증하기 위해 NASA에서 풍동실험을 통해 구한 데이터와 비교해보려 한다. 또한, 받음각이 달라짐에 따라 익형주위의 속도 분포(velocity distribution)와 압력분포(pressure distribution)가 어떻게 달라지는지를 해석해보려 한다.

2. 이론적 배경

익형이 공기 속에서 움직이게 되면 익형의 수직방향으로 양력(Lift force)이 작용하고, 익형의 운동 방향과 반대방향으로 항력(Drage force)이 작용한다.
양력은 익형 상하의 압력 차이에 의해 발생하는데, 익형의 아랫부분에서는 공기의 흐름이 빨라 압력이 낮고, 익형의 윗부분에서는 공기의 흐름이 느려 압력이 높기 때문이다.
이는 “베르누이의 원리”에 의해 설명할 수 있다.
P_{ 1}+ { 1} over {2 } rhov _{ 1} ^{ 2}+ rhogh _{ 1} = P_{ 2}+ { 1} over {2 } rhov _{ 2} ^{ 2}+ rhogh _{ 2}

양력계수(C_{ L}, coefficient of Lift)는 익형에 작용하는 양력(Lift force)을 익형 주변을 둘러싸고 있는 유체의 밀도와 관련시키는데 사용되는 무차원수이고 다음과 같이 구할 수 있다.

참고 자료

익형의 정의 : https://en.wikipedia.org/wiki/Airfoil
NACA0012 : http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=n0012-il
Cgrid mesh의 유용성: https://www.quora.com/Why-are-C-grid-meshes-used-for-CFD-analysis-of-airfoils
thin airfoil theory
https://en.wikipedia.org/wiki/Airfoil#:~:text=Thin%20airfoil%20theory%20is%20a,and%20others%20in%20the%201920s.
NASA실험데이터:
http://airfoiltools.com/polar/details?polar=xf-n0012-il-1000000
CFD Analysis of NACA 0012 Aerofoil to Investigate the Effect of Increasing Angle of Attack on Coefficient of Lift and Coefficient of Drag, Mirza Haseeb Khalid, Mar31, 2022
Zonal Two Equation k-w Turbulence Models For Aerodynamic Flows, F. Menter,22 Aug 2012