결빙 환경 변수와 공력 성능 계수 감소 관계를 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 결빙 환경을 선정하고, NASA의 결빙 풍동에서 실험을 통해 획득한 결빙 형상을 획득하였다. 결빙 형상에 대한 공력 성능 계수는 소스가 공개된 OpenFOAM을 이용하여 산출하였다. 반응면 기법을 활용하여 관계식을 획득하고 선정한 결빙 환경 변수와 공력 성능 계수의 관계를 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 사실을 확인하였다. 유리얼음 조건에서 양력은 최대 50% 이상 감소하고, 항력은 2,500% 이상 증가하였다. 서리얼음 조건인 -40℃에서 모멘트 계수는 기존 익형의 실속 조건에 해당하는 모멘트 계수로 감소하기 때문에 서리얼음과 유리얼음 조건 모두 항공기의 안전에 위협이 된다. 아울러 익형의 형상과 Scaling에 따라 동일한 결빙 환경에서도 공력 성능이 감소하는 정도에 차이가 있음을 확인하였다.
This paper analyzes the relationship between the icing parameters and aerodynamic performance degradation. To this end, the ice shapes are obtained in the NASA icing tunnel in the defined icing conditions. The aerodynamic performance is calculated by OpenFOAM. Correlation equations between the icing parameters and aerodynamic performance degradation are acquired by the response surface method. From this research, following results are extracted. Lift falls to half, and drag is increased over 2,500% in the glaze ice conditions. Even below -40℃, moment coefficient is decreased as stall condition. In addition, we ascertain the difference of aerodynamic performance due to airfoil shapes and the scaling effect.