IB-LBM을 이용한 도심 항공 교통 비행체 멀티로터 날개의 공력소음 해석

정형근; 문영준

doi:10.5139/JKSAS.2023.51.3.159

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자료유형: 학술저널

저자정보: 정형근 (Korea University) 문영준 (Korea University)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 한국항공우주학회지 제51권 제3호

발행연도: 2023.3

수록면: 159 - 166 (8page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2023.51.3.159

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본 연구에서는 멀티 레벨 격자가 적용된 가상경계 격자 볼츠만 법(IB-LBM)을 병렬 GPU 플랫폼상에서 이용하여 도심 항공 교통 비행체의 멀티로터 블레이드에 대한 공력소음 전산해석을 수행하였다. APC 11x8 Sport 드론 프로펠러에 대해 다양한 회전 속도 및 격자 수렴 테스트를 수행하여 블레이드 통과 주파수 및 하모닉스 주파수에서 추력 및 음압 레벨의 예측에 대한 정확성을 검증했다. 해당 검증은 실험 데이터와의 비교를 통해 합리적인 예측 정확도를 보였다. 또한 NASA X-57 Maxwell의 프로펠러를 다양한 수직 거리 차이를 두고 배치하여 프로펠러의 공력소음 특성을 발견하기 위해 계산을 수행하였다. 수직 거리 차이가 있는 트윈 프로펠러는 2차 하모닉스 주파수의 음압 레벨을 7~10dB 줄이는 것으로 나타났다.

#Aeroacoustics(공력소음) #Immersed Boundary-Lattice Boltzmann Method(가상경계 격자 볼츠만 법) #Urban Air Mobility(도심 항공 교통) #Distributed Electric Propulsion(분산 전기 추진) #GPGPU(GPU 상의 범용 계산)

참고문헌 (22)

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Romani, G., Grande, E., Avallone, F., Ragni, D. and Casalino, D., “Computational study of flow incidence effects on the aeroacoustics of low bladetip Mach number propellers,” Aerospace Science and Technology. Vol. 120, No. I, 2022, p. 107275.

Casalino, D., Romani, G, Zhang, R. and Chen, H., “Lattice-Boltzmann Calculations of Rotor Aeroacoustics in Transitional Boundary Layer Regime," Aerospace Science and Technology, Vol. 130, No. 11, 2022, p. 107953.

Peskin, C., “The immersed boundary method," Acta Numerica, Vol. 11, No. 1, 2002, pp. 479-517.

Gourdain, N., Jardin, T, Serre, R., Prothin, S. and Moschetta, J., “Application of a lattice Boltzmann method to some challenges related to micro-air vehicles, ” International Journal of Micro Air Vehicles, Vol. 10, No. 1, 2018, pp. 285-299.

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