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논문 상세정보

소형 무인헬기를 이용한 항공방제기술 (IV) -로터양력의 CFD시뮬레이션

Aerial Application using a Small RF Controlled Helicopter (IV) - CFD Simulation of Rotor Lift -

Abstract

Aerial application using an unmanned agricultural helicopter became necessary for both labor saving and timely spraying. In the previous paper, a rotor system was developed and lift capability was evaluated. The experimental results were compared with simulated predictions using the CFD-ACE program. From the simulation, the relative velocity on the top surface of the blade airfoil increased, resulting in the pressure drop. The CFD analyses were revealed that a drag resistance on the leading edge of the airfoil, a wake at the trailing edge, and a positive pressure underneath the bottom surface were observed. As the results of the simulation, total lifts of 56.8, 74.4 and $95.0kg_f$ were obtained at the 6, 8 and $10^{\circ}$ of AAT (angle of attack), respectively. The simulation results agreed reasonably up to $10^{\circ}$ of AAT. However, at a greater AAT $(<12^{\circ})$ the simulated total lift continuously increased to $105kg_f$, comparing with a decreasing experimental total lift due to the lack of engine power. At a stiff angle of $18^{\circ}$ AAT, a wake was observed at the trailing edge of the airfoil. A rated operating condition determined from the previous paper was also verified through the simulation.

참고문헌 (8)

  1. Koo, Y.M., C.S. Lee, T.S. Soek, S.K. Shin, T.G. Kang, S.H. Kim and T.Y. Choi. 2006a. Aerial application using a small RF controlled helicopter(I) -status and cost analysis-. Journal of Biosystems Engineering, Korean Society for Agricultural Machinery. 31(2):95-101 
  2. Koo, Y.M., T.S. Soek, S.K. Shin, C.S. Lee, and T.G. Kang. 2006b. Aerial application using a small RF controlled helicopter(III) -lift test of rotor system-. Journal of Biosystems Engineering, Korean Society for Agricultural Machinery. 31(3):182-187 
  3. 강희정, 권오준. 2001. 로터 정지비행에 관한 점성유동해석을 위한 비정렬격자기법. 한국항공우주학회지 29(8):37-44 
  4. 박춘배(R.W. Prouty 원저). 1992. 헬리콥터의 이해. 경문사 
  5. CFD-ACE(+) V2004, Modules Manual. 2004. ESI US R&D Inc, Huntsville, Alabama 
  6. Filippone, A. 2004. Advanced topics in aerodynamics. http://www.aerodyn.org 
  7. 이수갑, 최기영, 장세명(S. Newman 원저).2003. 헬리콥터 공학. 도서출판 인터비젼 
  8. Leishman, J.G. 2002. Principles of helicopter aerodynamics. Cambridge University Press 

이 논문을 인용한 문헌 (2)

  1. Jung, Han-Kyung ; Koo, Young-Mo 2008. "Adoptability Review of a Rotor Airfoil (SW05) to an Agricultural Unmanned Helicopter Using CFD Analysis" 바이오시스템공학 = Journal of biosystems engineering, 33(5): 289~295 
  2. Koo, Young-Mo ; Seok, Tae-Su ; Shin, Shi-Kyoon 2010. "SW05 Rotor Lift of an Unmanned Helicopter for Precise ULV Aerial Application" 바이오시스템공학 = Journal of biosystems engineering, 35(1): 31~36 

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