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복사 열전달에 의한 성층권 무인 비행선의 열 특성 연구
A Study on Thermal Characteristics of Stratospheric Airship Considering Radiation Heat Transfer 원문보기

한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.10 no.2 = no.35, 2006년, pp.31 - 38  

김승민 (인하대학교 항공우주공학과) ,  이상명 (인하대학교 항공우주공학과) ,  박휘섭 (인하대학교 항공우주공학과) ,  노태성 (인하대학교 항공우주공학과) ,  최동환 (인하대학교 항공우주공학과)

초록
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성층권 비행선이 성층권의 열 환경에서 비행성능을 확보할 수 있는지 여부를 확인하기 위해 비행선의 모델을 구축하여 태양복사 에너지를 고려한 열전달 해석을 수행하였다. 태양의 위치 변화에 따른 외피의 온도분포와 자연대류 현상에 의한 내부유동을 해석하였으며, 이를 바탕으로, 성층권 내의 열 환경에서 비행선은 안전한 비행성능을 확보할 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A study of thermal characteristics of the airship considering radiation heat transfer has been conducted by building a numerical model for the airship in order to identify the possibility to obtain the reliable flight performance in severe stratospheric heat conditions. The variations of distributed...

주제어

#성층권 비행선   #태양복사   #열전달   #온도분포   #자연대류  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 성층권 열 환경 내에서, 성층권 비행선이 주어진 임무를 원활히 수행할 수 있는지 여부를 알아보기 위하여 태양복사 에너지를 고려한 성충권 비행선의 열 특성 연구를 수행하였다. 이를 위하여, 수치해석을 위해서 적합한 모델을 선정한 후, Sample Test를 수행하였다.
  • 따라서, 태양 복사에너지에 의한 비행선의 온도 상승이 극심할 것이라 예상되며, 이에 따른 비행선 내부의 자연대류 유동이 내부탑재물에 영향을 주게 될 것이라 예상된다. 본 연구에서는 태양 복사 에너지가 비행성능과 내부탑재물에 어떠한 영향을 주는지 예측하기 위해 열전달 해석을 수행하였다. 이를 위하여, 성층권의 열 환경을 조사하였고, Gridgen 으로 형성한 비행선의 해석격자모델을 STAR-CD를 사용하여 열 특성 연구를 수행하였다 [1].

가설 설정

  • 2는 비행선 내부를 나타낸 그림이며, 3 개의 공기기낭 주위로 헬륨가스가 차 있는 상태이다. 해석 시에는 비행선 내부를 헬륨가스로 가정하였으며, 해석 결과에 큰 영향을 미치지 않을 것이라 판단되는 꼬리날개, 콘돌라및 프로펠러는 고려하지 않았다[1].
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참고문헌 (5)

  1. 김민정 외, '태양 복사에너지에 의한 성층권 비행선의 열특성에 관한 연구', 한국추진공학 회지 제9권 제2호, 2005, pp.89-96 

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  2. 염찬홍 외, '국제 성층권 비행선 개발동향 및 주요 기술 현황', 한국항공우주학회지 제31권 제7호, 2003, pp.127-135 

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  3. Star-CD Manual Methodology v3.20A, CD adapco, 2004, pp.9-1-9-7 

  4. Yunus A. Cengel, 'Heat Transfer : A Practical Approach', McGraw-Hill, 1999 

  5. 김형진 외, '성층권 비행선 전원공급용 태양전지의 부착각도에 관한 연구', 한국항공우주학회지 제30권 제8호, 2002, pp.148-155 

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