기동성 비행을 위한 날갯짓 경로의 최적화 (Optimization of the Flapping Motion for the High Maneuverability Flight)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 36권 / 6호 / 653 ~ 663페이지
· 저자명 : 최중선, 김재웅, 이도형, 박경진

초록

본 논문에서는 높은 기동성을 목적으로, 적절한 양력과 추진력이 발생하도록 스트로크 평면의 경사각을 고려하여 경로최적화를 수행한다. 기동성비행은 추진력을 최대화하는 비행, 양력을 최대화하는 비행, 양력과 추진력을 동시에 최대화하는 비행 세 가지로 정의하고 날갯짓운동은 단순한 사인함수로 이루어진 플런징과 피칭운동으로 정의하였다. 경로최적화 과정에서 직교배열표를 이용하여 후보점을 생성하고, 그 후보점에서 2차원 비정상 유동해석을 하였다. 유동해석 결과를 바탕으로 크리깅방법을 이용하여 근사모델을 생성하였다. 그리고 설계정식화를 정의하고 유전알고리즘을 이용하여 최적화를 수행하였다. 세 가지 목적의 날갯짓 경로의 최적화를 통해 기동성비행을 위한 날갯짓 경로를 제시하였다. 또한 날갯짓 운동으로 인해 생성되는 와류를 분석함으로써 양력과 추진력의 발생원리를 확인하였다.

영어초록

The study considers the high maneuverability flight and path optimization is conducted to investigate the appropriate generation of the lift and thrust considering the angle of the stroke plane. The path optimization problem is defined according to the various purposes of the high maneuverability flight. The flying purposes are to maximize thrust force, lift force and both lift and thrust forces. The flapping motion of the airfoil is made by a combined sinusoidal plunging and pitching motion in each problem. The optimization process is carried out by using well-defined surrogate models. The surrogate model is determined by the results of two-dimensional computational fluid dynamics analysis. The Kriging method is used to make the surrogate model and a genetic algorithm is utilized to optimize the surrogate model. The optimization results show the flapping motions for the high maneuverable flight. The effects on the generation of lift and thrust forces are confirmed by analyzing the vortex.

참고자료

· 없음