XFoil을 이용한 에어포일 공력 특성 조사

소개

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목차

1. XFoil 해석 과정

2. 외부 데이터의 NACA4415 에어포일 공력 특성

3. XFoil에 따른 NACA4415 에어포일 공력 특성
1) 양력 계수
2) 항력 계수
3) 모멘트 계수
4) 양항비
5) 천이점
6) 압력 항력 비율 변화

4. 결론

본문내용

저 레이놀즈수에서는 항력 계수가 유사하다. 고 레이놀즈수에서는 AirfoilTools와 과제 수행 결과에 비해 Anderson의 자료에서 항력 계수가 작은 것처럼 보이나 이 자료는 실속 받음각 이전의 자료를 토대로 작성된 것이므로 마찬가지로 유사하다고 할 수 있다. [Fig9]에서 항력 계수 0.05 이상의 값은 무시하여도 좋다. 어차피 실속 받음각 이후에 XFoil에서의 정확도가 떨어지기 때문이다. 그러면 전형적인 이차함수 형태의 항력 극곡선이 그려진다.

<중 략>

[Fig12]를 보면 층류에서 난류로 전환되는 천이점이, 받음각이 커질수록 박리 영역이 커짐에 따라 천이점 또한 앞전 쪽으로 이동한다. 반면 아랫면에서는 받음각 약 이후로 윗면보다 빠른 속도로 뒷전에서 천이점이 형성되어 대부분의 영역에서 층류를 유지한다. [Fig13]와 [Fig14]는 XFOil 상에서 각각
레이놀즈수  × 
 에서 받음각 0˚, 받음각 25˚ 일 때의 압력 계수 분포와 유동의 경계층 모습을 보인 결과로서, [Fig12]의 현상을 직관적으로 살펴볼 수 있다.

ⅵ) 압력 항력 비율 변화
[Fig15]를 보면, 받음각이 커질수록 박리 영역이 늘어나 역압력구배에 의한 압력 항력의 비중이 커짐을 확인할 수 있다. 받음각 ± 이후로 압력항력 비율이 약 50%로 일정하게 된다. 윗면에서는 거의
앞전에서 박리에 의한 압력 항력, 아랫면에서는 뒷전에서 일어나는 박리에 의해 표면마찰이 대부분 일어나는 결과로서 해석할 수 있다.

참고자료

· John.D.Anderson, "Introduction to Flight 3rd Edition(McGrawHill Education), ADDENDIX
· D-AIRFOIL DATA(p588~589), 1989
· AirfoilTools의 NACA4415 DATA,
· http://AirfoilTools.com/airfoil/details?airfoil=naca4415-il#polars
· https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/XFoil