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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 비정상 패널법을 이용하여 복엽기 형태의 배치를 한 플랩핑 에어포일 들에서 발생하는 추력 특성을 해석하였다. 플랩핑 운동을 하는 이 중 날개들 사이의 공력 상호작 용을 고려하고 후류 말림과 같은 비선형적인 현상을 정확히 모델링하기 위하여, 와핵 모델링 (vortex core modeling) [25], 와핵 첨가법 (vortex core addition scheme) [26, 27], 4 계 Runge- Kutta 대류법을 사용하였다.
- 본 연구에서는 복엽기 배치의 플랩핑 운동을 하는 2차원 에어포일들의 추력 특성에 관하여 연 구하였다.
- 최근, 미국 MIT에서는 선박에 사용되는 추진장치로 프로펠러 대신 두 개의 진동하는 날개를 배치한 로 봇 선박을 제작 시험함으로서 더욱 큰 추력을 얻을 수 있음을 보였다[24]. 이상의 연구들은 복엽기 형태의 배치를 한 복식 날개를 사용할 경우 단일 날개와 비교하여 큰 추력을 얻을 수 있다는 사실을 밝히는데 연구의 초점이 맞추어져 있다. 그러나 실제 복엽기 배치를 한 복식 날개를 사용한 운행체(vehicle)을 만들기 위해서는 최대 추력을 얻을 수 있는 플런징 및 피칭 운동 사이의 적절한 위상차를 파악하는 연구가 필요하다.
가설 설정
- 식 (2)의 지배방정식이 만족해야 할 경계조건 들은 1) 유체가 물체표면을 뚫고 들어 갈 수 없다는 no penetration 조건, 2) 원방에서 물체로부터 유도된 섭동은 0이 된다는 Sommerfeld 의 radiation 조건이다. 경계조건 2)는 용출과 와류 가 자동적으로 만족한다.
- 복엽기 배치를 한 평판들이 반대 위상을 가지고 운동하였을 때 최대의 추력을 생성하였다는 안준성 등μ5]의 연구결과를 바탕으로, 본 연구에서도 Fig. 1과 같이 두 개의 에어포일이 서로 180도의 위상차를 가지고 플래핑 진동운동을 한다고 가정하였다. 플런징 운동과 피칭 운동은 각각 시간에 대한 조화 함수로 다음과 같이 나타낸다.
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