[응용유체] 양력 계수 측정을 위한 Airfoil 설계 -Mean Camber Line의 Point 변화 및 각도 변화
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- 목차
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1. 서 론
2. 이 론
2.1 포텐셜 유동(Potential Flow)
2.2 에어포일(Airfoil)
3. 시뮬레이션한 결과
참고문헌
- 본문내용
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2. 이 론
2.1 포텐셜 유동(Potential Flow)
비압축성, 비점성 Lplace 방정식을 포텐셜 유동장의 지배방정식으로 사용하였으며, 방정식은 다음과 같다.
포텐셜 유동에 대해 지배적인 Laplace 방정식은 알맞은 경계 조건을 적용함으로써 풀이될 수 있다. 외부 흐름의 경우에 유동 영역은 물체의 표면과 무한대에 의해 경계되어 있다. 단단한 표면에 대한 경계 조건은 흐름 접선(flow tangency) 조건으로 F(r)=0에서 이다.
무한대에서 경계조건은 ∞에서 Φ=0 이다. 여기서 Φ는 섭동 포텐셜(pertubation potential)이다.
2.2 에어포일(Airfoil)
비행기의 날개를 수직으로 자른 유선형의 단면을 에어포일이라고 한다. 이 에어포일 때문에 날개의 양력, 항력, 모멘트를 발생시키게 된다. 에어포일을 단면으로 하여 3차원 형태를 이루면 공기력을 발생하는 날개가 된다.
베르누이 원리를 에어포일에 적용할 수 있는데,
Fig.2 에어포일 형상
Fig.2를 보면, 위에는 곡선이고, 밑부분은 거의 직선 부분을 형성하고 있다.
베르누이의 원리를 에어포일에 적용할 수 있는데, 베르누이 원리는 “속도가 증가하면 압력이 감소하고, 속도가 감소하면 압력이 증가한다.”는 것이다. 유체가 흐른다면, 윗부분의 속도와 아랫부분의 속도는 달라지는데, 이 두 곡면 주위를 지나는 공기의 흐름은 질량 보존의 법칙에 따라 목 부분에서의 공기 흐름은 속도가 커지므로 베르누이 원리에 의하여 압력이 감소하게 된다. 이렇듯, 에어포일의 윗면과 아랫면에서의 유속에 차이가 생김에 따라 압력분포가 다르게 작용하여 이들 압력에 의한 합력에 의해 양력이 발생하게 된다.
2.3 와류 패널법(Vortex Panel Method)
2.3.1 지배방정식
Flow 내부의 한 점 P(x,y)에서 panel까지의 거리를 γ라고 하면,
는 다음과 같다.
점 P에서의 potential의 합
- 참고문헌
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[1]오세율, 조태환, 제상언, 선형와류 패널법을 이용한 고앙각에서 2차원 에어포일의 공력 성능예측에 관한 연구.
[2]최민선, 김춘식, 이영호, 2차원 터보기계에서의 와류패널법 적용에 관한 연구.
[3]한국항공우주학회, 2005, 항공우주학개론 제4판
[4]White. Frank M, 2003, Fluid Mechanics 5th edition.
[5]맹주성, 2003, 유체역학
[6]Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen, 2008, Fluid Mechanics
[7]http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0100.shtml
[8]서용권, 2005, 전산유체역학
[9]Bertin. John, J., 1998, Aerodynamics for Engineers
[10]장정환, 2005, (알기 쉬운) C언어 디딤돌
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