NURBS 기반의 3차원 날개 공력 형상 설계최적화

국문 초록 (Abstract)

NURBS 기반의 3차원 날개 공력 설계최적화 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 NURBS 기반의 날개형상 생성모듈, NURBS 기반의 격자생성 시스템, 비점성 오일러 유동해석, 수치최적화기법 등으로 구성되어 있다. 볼록포, 국부조정능력, 형상보존능력, 변화 감쇠 등 NURBS의 주요 특성으로 인하여 이 시스템은 높은 자유도를 가진 다양한 형상의 날개를 설계할 수 있게 되어 있다. 또한 시스템내의 모든 형상 요소들이 IGES의 형상정의에 표준으로 채택되고 있는 NURBS에 기반한 변수들을 사용하고 있으므로 설계된 형상자료는 일반 CAD 시스템으로 손실 없이 정확히 전달될 수 있는 장점이 있다. 개발된 설계과정을 천음속 날개의 공력 형상 설계에 적용하였으며 앞전 근처의 날개 위 표면의 삭감과 이로 인한 충격파 강도의 감소 및 웨이브항력의 감소를 뚜렷이 보여주는 등 적절한 설계 결과를 얻었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

An aerodynamic design optimization system for three-dimensional wings was developed based on NURBS(Non-uniform Rational B-Spline). The present system includes NURBS-based wing geometry generation module, NURBS-based grid generation system, inviscid Euler equations solver and numerical optimization algorithm. The properties of NURBS such as convex hull, local supporting, shape preserving and variation diminishing enable the present design system to generate various wing geometries with high degrees of freedom. Furthermore, the system can transfer geometry data accurately to any CAD system since all geometrical entities in the system involve the parametric based NURBS which is a standard for the geometry definition in IGES(Initial Graphics Exchange Specification). The application of the system to the drag reduction problem for transonic wing showed reasonable results where shock strength was considerably reduced by cut-off of upper surface near leading edge.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. NURBS를 이용한 날개형상 생성
• Ⅲ. NURBS를 이용한 격자생성
• Ⅳ. 오일러 유동해석
• Ⅴ. 수치최적화 기법
• Ⅵ. 설계최적화 결과
• Ⅶ. 결론
• 후기
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 "항공기설계와 수치최적화 기법" 2002

2 "Three-dimensional Aerodynamic Shape Optimization of Wing Using Sensitivity Analysis" jan.1994.

3 "Numerical Airfoil Optimization Using a Reduced Number of Design Coordinates" -73151,

4 "NURBS를 이용한 공력형상 설계최적화" 28 (28): 8-15, 2000.12.

5 "NASA Geometry Data Exchange Specification for Computational Fluid Dynamics"

6 "DOT Users' Manual" 1993.

7 "CAGI : Computer Aided Grid Interface" Jan.1995

8 "Automatic Multi-Block Grid Generation about Complex Geometry" 1994-, phdthesis

9 "Applications of NURBS in Grid Generation" 27 (27): 147-157, 1995.

10 "An Improved Multistage Time Stepping for Second-order Upwind TVD Schemes" 25 (25): 629-646, 1996.