지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이경태
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수31
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2021
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
도심에서 운행하는 멀티콥터와 틸트로터의 개념을 도입한 개인용 비행체 및 무인항공기의 상용화에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있으며 제한된 면적에서 추력을 증대시킬 수 있는 동축반전 로터가 적용된 수직이착륙기는 차세대 항공기의 개념으로 자리잡아있다. 또한 멀티콥터 및 도심형 항공 운송수단의 수요가 증가함에 따라 프로펠러 회전에 의해 발생하는 소음 문제가 대두되고 있다. 본 연구에서는 동축반전 로터에서 유동 상호작용에 의해 발생하는 비정상 공력 특성이 공력소음에 미치는 영향과 축 간격에 따른 공력소음 특성을 분석하여 저소음 로터의 설계 조건을 제시하고자 한다.
Ansys社의 Fluent를 사용하여 Sliding Mesh 기법을 적용하여 비정상 상태 공력 해석을 진행하였으며 Ffowcs Williams and Hawking 방정식을 적용하여 공력소음 해석을 수행하였다. 무차원 추력 계수와 동력 계수를 통해 공력 특성을 확인하였으며 회전 평면 방향으로 방사하는 두께소음과 회전축 방향으로 방사하는 하중소음을 주파수에 대한 음압 수준과 전체 음압 수준을 사용하여 공력소음 방사 방향성과 공력 소음 특성을 분석하였다.
동축반전 로터의 무차원 상·하부 로터 간격(H/D) 0.15, 0.2와 0.3 조건과 2000RPM과 2500RPM 운용회전수 두 조건에 대하여 전산유체해석을 진행하였다. 공력해석 결과 무차원 추력 및 토크 값은 회전수에 대해 큰 차이가 나타나지 않았다. 한편 회전수가 증가함에 따라 블레이드 통과 주파수에서 발생하는 음압 수준 및 전체 음압 수준이 증가하였다. 축 간격이 증가함에 따라 상·하부 로터의 무차원 추력의 합은 증가하였으며 무차원 동력의 합은 감소하였다. 따라서 축 간격을 증가시킴에 따라 동축반전 로터의 공력 효율이 개선되었다. 공력소음 해석 결과 축 간격이 증가함에 따라 상·하부 로터에서 발생하는 유동 상호작용이 감소하여 비정상 특성이 감소하여 각 블레이드 통과 주파수에서 음압 수준이 감소하였으며 전체 음압 수준이 감소하였다. 따라서 동축반전 로터 설계 시 축 간격을 증가시키는 것이 효율 측면과 공력소음 측면에서 유리하게 작용한다.
Ansys社의 Fluent를 사용하여 Sliding Mesh 기법을 적용하여 비정상 상태 공력 해석을 진행하였으며 Ffowcs Williams and Hawking 방정식을 적용하여 공력소음 해석을 수행하였다. 무차원 추력 계수와 동력 계수를 통해 공력 특성을 확인하였으며 회전 평면 방향으로 방사하는 두께소음과 회전축 방향으로 방사하는 하중소음을 주파수에 대한 음압 수준과 전체 음압 수준을 사용하여 공력소음 방사 방향성과 공력 소음 특성을 분석하였다.
동축반전 로터의 무차원 상·하부 로터 간격(H/D) 0.15, 0.2와 0.3 조건과 2000RPM과 2500RPM 운용회전수 두 조건에 대하여 전산유체해석을 진행하였다. 공력해석 결과 무차원 추력 및 토크 값은 회전수에 대해 큰 차이가 나타나지 않았다. 한편 회전수가 증가함에 따라 블레이드 통과 주파수에서 발생하는 음압 수준 및 전체 음압 수준이 증가하였다. 축 간격이 증가함에 따라 상·하부 로터의 무차원 추력의 합은 증가하였으며 무차원 동력의 합은 감소하였다. 따라서 축 간격을 증가시킴에 따라 동축반전 로터의 공력 효율이 개선되었다. 공력소음 해석 결과 축 간격이 증가함에 따라 상·하부 로터에서 발생하는 유동 상호작용이 감소하여 비정상 특성이 감소하여 각 블레이드 통과 주파수에서 음압 수준이 감소하였으며 전체 음압 수준이 감소하였다. 따라서 동축반전 로터 설계 시 축 간격을 증가시키는 것이 효율 측면과 공력소음 측면에서 유리하게 작용한다.
목차
제 1 장 서론 131.1 연구 배경 131.2 연구 동향 161.3 연구 목적 19제 2 장 이론적 배경 202.1 프로펠러 이론 202.1.1 운동량 이론 212.1.2 동축반전 로터 운동량 이론 242.1.3 깃요소 이론 302.2 전산 해석 이론 322.2.1.전산유체해석 이론 및 난류 모델 322.2.2. 회전체 해석 기법 ? Moving Reference Frame 352.2.3. 회전체 해석 기법 ? Sliding Mesh 372.3 공력 소음 이론 382.3.1. Lighthill의 음향상사법 382.3.2. Ffowcs Williams and Hawking 방정식 402.3.3. Farasaat Formula 1A 422.4. 회전익 소음 이론 43제 3 장 전산유체해석 조건 463.1 전산유체해석 모델 463.2 해석 영역 및 해석 격자 50제 4 장 전산유체해석 검증 554.1 공력해석 검증 554.2 공력소음해석 검증 58제 5 장 전산유체해석 결과 분석 635.1 공력해석 특성 635.1.1 추력 계수 비교 635.1.2 토크 계수 비교 675.2 공력소음 특성 715.2.1 단일 로터의 공력소음 특성 735.2.2 동축반전 로터의 공력소음 특성 77제 6 장 결론 94참고문헌 96ABSTRACT 100
최근 본 자료
댓글(0)
0