지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이승배
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수45
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2020
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
본 논문은 유인드론용 동축 반전 생체모방 프로펠러 공력성능 및 소음 특성에 관한 연구이다. 유인드론은 일반적인 무인드론에 비해 높은 추력을 요구하며 안정적이어야 한다. 또한 탑승자가 느끼는 소음도 고려되어야한다. 일반적으로 성능 검증을 위해 전산유체역학 해석을 진행하여 추력, 토크, 유체의 진행 방향 등을 확인할 수 있다. 하지만 유체 저항으로 발생하는 압력 값이 프로펠러에 미치는 영향은 알 수 없다. 유인드론의 부품인 프로펠러는 구조적으로 높은 강도가 요구된다.
본 연구에서는 이근표 등의 선행 연구에서 공력 성능 및 저소음 특성이 검증된 생체모방 독수리 익형기반의 초기 프로펠러를 설계에 적용한 후, 단방향 유체-구조 연계 해석 기법(FSI, Fluid-Structure Interaction)을 사용하여 유체의 흐름에 따라 발생하여 프로펠러 표면에 가해지는 압력값이 프로펠러에 미치는 구조적 영향을 확인하였다. 프로펠러의 구조 안정성을 확인하기 위해 ANSYS Workbench 19.0의 CFX와 Static Structural module을 사용하여 One-way FSI 기법을 이용해 유체거동에 의해 발생되는 저항으로 프로펠러에 발생하는 응력 및 변형을 확인하였다. 프로펠러 재료는 탄소강화섬유(CFRP, Carbon fibre reinforced plastic)를 적용하여 해석을 수행하였다. 해석 결과에 따라 프로펠러의 최대 두께비를 반경별로 달리하여 설계를 수정하여 안정성을 확인하였다. 또한 최종 모델을 실제 크기의 로 축소, 3D Printer로 제작하여 동축 역회전 프로펠러의 주요설계변수 중 상·하단 프로펠러 상·하단사이의 축 간격과 하단 프로펠러 피치 각 변화에 따라 공력성능 및 소음을 실험적으로 측정하였다. 그 결과, 특정 축 간격과 하단 프로펠러의 피치 각에서 최적의 성능과 소음을 확인하였다. 원인을 분석하기 위해서 ANSYS CFX 19.0을 사용하여 정상상태 해석을 진행해 유동 특성이 성능과 소음에 미치는 영향을 확인하였다.
본 연구에서는 이근표 등의 선행 연구에서 공력 성능 및 저소음 특성이 검증된 생체모방 독수리 익형기반의 초기 프로펠러를 설계에 적용한 후, 단방향 유체-구조 연계 해석 기법(FSI, Fluid-Structure Interaction)을 사용하여 유체의 흐름에 따라 발생하여 프로펠러 표면에 가해지는 압력값이 프로펠러에 미치는 구조적 영향을 확인하였다. 프로펠러의 구조 안정성을 확인하기 위해 ANSYS Workbench 19.0의 CFX와 Static Structural module을 사용하여 One-way FSI 기법을 이용해 유체거동에 의해 발생되는 저항으로 프로펠러에 발생하는 응력 및 변형을 확인하였다. 프로펠러 재료는 탄소강화섬유(CFRP, Carbon fibre reinforced plastic)를 적용하여 해석을 수행하였다. 해석 결과에 따라 프로펠러의 최대 두께비를 반경별로 달리하여 설계를 수정하여 안정성을 확인하였다. 또한 최종 모델을 실제 크기의 로 축소, 3D Printer로 제작하여 동축 역회전 프로펠러의 주요설계변수 중 상·하단 프로펠러 상·하단사이의 축 간격과 하단 프로펠러 피치 각 변화에 따라 공력성능 및 소음을 실험적으로 측정하였다. 그 결과, 특정 축 간격과 하단 프로펠러의 피치 각에서 최적의 성능과 소음을 확인하였다. 원인을 분석하기 위해서 ANSYS CFX 19.0을 사용하여 정상상태 해석을 진행해 유동 특성이 성능과 소음에 미치는 영향을 확인하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구 배경 및 목적 12. 연구 방법 3Ⅱ. 본 론 41. 유인드론용 프로펠러와 익형 41.1 익형 이론 41.2 양력 계수와 항력 계수 51.3 프로펠러 이론 61.3.1 운동량 이론 71.3.2 깃요소 이론 81.4 프로펠러의 상사성 101.4.1 프로펠러의 무차원수 101.5 프로펠러의 소음 112. 유인드론용 프로펠러 유체-구조 연성해석 122.1 형상모델링 122.2 유체-구조 연성해석 172.2.1 지배방정식 192.2.2 난류모델 212.2.3 격자 및 경계조건 222.3 해석 결과 243. 동축 반전 프로펠러 정지 비행 실험 283.1 동축 반전 프로펠러 성능실험 293.1.1 실험장비 구성 293.1.2 동축 반전 프로펠러 성능실험조건 303.1.3 동축 반전 프로펠러 성능실험결과 304. 동축 반전 프로펠러 비정상상태 해석 374.1 격자 및 경계조건 374.2 해석 결과 385. 동축 반전 프로펠러 소음실험 415.1 실험장비 구성 415.2 동축 반전 프로펠러 소음실험조건 415.3 동축 반전 프로펠러 소음실험결과 43Ⅲ. 결 론 46참고문헌 49
최근 본 자료
댓글(0)
0