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날개 길이방향 유동과 날개 회전이 날개짓 운동의 공기역학적 특성에 미치는 효과

The Effect of Spanwise Flow and Wing Rotation on the Aerodynamic Characteristics in Flapping Motion

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.35 no.9, 2007년, pp.753 - 760  

오현택 (고려대학교 기계공학과 대학원) ,  최항철 (한국과학기술연구원 열유동제어연구센터) ,  정진택 (고려대학교 기계공학과) ,  김광호 (한국과학기술연구원 열유동제어연구센터)

초록
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3-D 날개짓 운동은 왕복운동과 회전운동으로 구성된다. 3-D 날개짓 운동은 왕복운동하는 동안 날개 길이방향의 유동이 발생된다. 또한 각각의 왕복운동의 끝에서 날개 회전에 의하여 회전에 의한 순환이 발생한다. 본 연구에서는 날개 길이방향 유동과 날개 회전이 3-D 날개짓 운동의 공기역학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 3-D 날개짓 운동과 2-D 병진운동을 비교하였다. 각각의 날개짓 운동에서 받음각레이놀즈수에 따라 공력을 측정하였다. 2-D 병진운동의 공력이 3-D 날개짓 운동의 공력 보다 크다. 하지만 3-D 날개짓 운동시 발생되는 양력은 왕복운동의 중반부에서 받음각 $50^{\circ}$까지 증가하였고 2-D 병진운동시 발생되는 양력은 받음각 $30^{\circ}$이상에서 감소하였다. 또한 각각의 왕복운동의 끝에서 날개 회전에 의하여 공력이 급격하게 증가하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In a 3-D flapping motion, the spanwise flow is generated while the wing is moved on the stroke plane. And at the end of each stroke, the rotational circulation is generated due to a wing rotation. In this study, to evaluate the effect of spanwise flow and wing rotation on the aerodynamic characteris...

주제어

참고문헌 (11)

  1. Dickinson, M. Hand Cotz, K. G., 'Unsteady Aerodynamic Performance of Model Wings at Low Reynolds Numbers', J. Exp.BioI., Vol. 174, 1993, pp. 45-64 

  2. Ellington, C. P., van den Berg, C., Willmott, A. P. and Thomas, A. L. R, 'Leading-Edge Vortex in Insect Flight', Nature, Vol. 344, Dec. 1996, pp. 626-630 

  3. Dickinson, M. H, Lehmann F. O. and Sane, S. P., 'Wing Rotation and Aerodynamic Basis of Insect Flight', Science, Vol. 284, Jun. 1999, pp. 1954-1960 

  4. Birch, J. M. and Dickinson, M. H., 'Spanwise Flow and the Attachment of the Leading-Edge Vortex on Insect Wing', Nature, Vol. 412, Aug. 2001, pp. 729-733 

  5. Willmott, A. P. and Ellington, C. P., 'The Mechanics of Flight in the Hawkmoth Manduca Sexta. II. Aerodynamic Consequences of Kinematic and Morphological Variation', J.Exp. BioI., Vol. 200, 1997, pp, 2723-2745 

  6. Sane, S. P. and Dickinson, M. H, 'The Aerodynamic Effects of Wing Rotation and a Revised Quasi-Steady Model of Flapping Flight', J. Exp. Biol., Vol. 205, 2002, pp. 1087-1096 

  7. Hong, Y. S., 'An Experimental Study on Lift Force Generation Resulting from Spanwise Flow in Flapping Wings', KSAS International Journal, Vol. 7, No.2, 2006, 'pp. 86-103 

  8. Ellington, C. P. 'The Novel Aerodynamics of Insect Flight : Applications to Micro Air Vehicles', J. Exp. BioI., Vol. 202, 1999, pp. 3439-3448 

  9. Chai, P., and Milliard, D., 'Flight and Size Constraints: Hovering Performance of Large Hummingbirds under Maximal Loading', J. Exp. Biol., Vol. 200, 1997, pp. 2757-2763 

  10. Liu, H. and Kawachi, K., 'A Numerical Study of Insect Flight', J. Computational Physics, Vol. 146, 1998, pp. 124-156 

  11. 김윤주, 오현택, 정진택, 최항철, 김광호, '플래핑 운동의 공기역학적 툭성에 관한 연구', 한국가시화정보학회지, 제3권 제2호, 2005, pp.63-70 

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