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아음속 초음속 패널법을 이용한 항공기 안정성 미계수 예측
공효준(Hyojoon Gong),이형로(Hyungro Lee),김범수(Beom Soo Kim),이승수(Seungsoo Lee) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.5
아음속-초음속 패널법(panel method)을 이용하여 항공기의 정적 안정성 미계수와 동적 안정성 미계수 및 조종미계수를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사용된 코드는 아음속-초음속 소스(source)와 말굽 와류(elementary horse shoe vortex)의 분포를 사용하고, 그 분포의 크기는 얇은 물체 근사(thin body approximation)을 적용하여 간략히 한 경계조건을 이용하여 계산하였다. 항공기에 부착된 물체 좌표계에서 준정상(quasi-steady) 해석을 통해서 항공기 3축의 댐핑 계수를 예측하였다. 개발된 코드는 삼각날개(delta-wing)의 중립점(neutral point), 롤, 피치 댐핑 계수의 이론치와 비교하여 검증하였다. 마지막으로 F-18의 정적, 동적 안정성 미계수와 조종 미계수를 풍동 시험치와 계산치에 비교하여 개발한 코드의 정확성과 유용성을 확인하였다. A computer program that can estimate static, dynamic stability and control derivatives using a subsonic-supersonic panel method is developed. The panel method uses subsonic-supersonic source and elementary horse shoe vortex distributions, and their strengths are determined by solving the boundary condition approximated with a thin body assumption. In addition, quasi-steady analysis on the body fixed coordinate system allows the estimation of damping coefficients of aircraft 3 axes. The code is validated by comparing the neutral point, roll and pitch damping of delta wings with published analysis results. Finally, the static, dynamic stability and control derivatives of F-18 are compared with experimental data as well as other numerical results to show the accuracy and the usefulness of the code.
공효준(Hyojoon Gong),곽인근(Einkeun Kwak),이승수(Seungsoo Lee),박재성(Jae Seong Park) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.3
본 연구에서는 헬리콥터의 간섭유동장을 고려한 발사체의 궤적예측 프로그램을 개발하였다. 헬리콥터의 간섭유동장 해석에는 엑츄에이터 디스크 모델이 적용된 압축성 비점성해석자를 이용하였다. 발사체의 궤적 해석에는 6자유도 운동방정식과 대안적 형태의 수정된 질점 운동방정식을 사용하였다. 헬리콥터 주위 유동 해석은 ROBIN(ROtor Body INteraction) 모델을 이용하여 검증하였다. Sierra International 탄과 105mm 포탄의 궤적을 이용해 운동 해석 모듈을 검증하였다. 헬리콥터에서 발사된 발사체의 궤적 예측에는 Sierra International 탄과 HYDRA 70 로켓을 이용하였다. A program that predicts trajectories of projectiles influenced by the interference flow field of helicopters is developed. The interference flow field are computed using a compressible inviscid solver in conjunction with an actuator disc model. The trajectories are predicted using 6-DOF (Degree of Freedom) equations as well as an alternative form of modified point mass equations of motion. The method for the interference flow field prediction method are validated with ROBIN(ROtor Body INteraction) model. A Sierra international bullet and a 105mm projectile are used to validate the trajectory method. Trajectories of a Sierra International bullet and a HYDRA 70 rocket firing from a helicopter are predicted.
전산유체역학을 이용한 비행체의 피치와 롤 동안정 미계수 예측
이형로(Hyungro Lee),공효준(Hyojoon Gong),김범수(BeomSoo Kim),이승수(Seungsoo Lee) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.5
본 논문에서는 전산유체역학을 이용하여 3차원 비행체 형상에 대한 동안정 미계수를 예측하였다. 피치에 대한 미계수는 피치방향의 조화진동운동을 통하여 계산하였고 롤 감쇠계수는 비관성 좌표계에 대한 정상해석을 통하여 계산하였다. 계산은 Basic Finner와 SDM 형상에 대해 수행했으며 다른 연구자의 실험적/수치적 결과와 비교하였다. 유동 계산을 위해 비관성 좌표계와 관성 좌표계에서 모두 사용할 수 있는 3차원 Euler 해석자를 개발하였다. 시간 정확성을 유지한 비정상 해석을 위해 이중시간적분법을 적용하였다. 동안정 미계수 계산 결과는 다른 수치 및 실험적 연구 결과들과 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. This paper presents computations of the dynamic derivatives of three dimensional flight vehicle configurations using CFD. The pitch dynamic derivatives are computed from the pitch sinusoidal motion, while the roll damping is computed based on steady state calculation using a non-inertial frame method. The Basic Finner and the SDM(Standard Dynamic Model) are chosen for the benchmark tests against other numerical and experimental results. For the flow calculations, a 3-D Euler solver that can be run both on the non-inertial frame and on the inertial frame is developed. A dual-time stepping method is applied for the unsteady time accurate simulations. A good agreement of pitch-roll dynamic derivatives with previously published numerical results and the experimental results is observed.