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항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.10 no.1, 2016년, pp.29 - 34
이주연 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) , 김종환 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) , 배재성 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)
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Flutter wind-tunnel test is an expensive and complicated process. Also, the test model may has discrepancy in the structural characteristics when compared to those of the real model. "Dry Wind-Tunnel" (DWT) is an innovative testing system which consists of the ground vibration test (GVT) hardware sy...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 항공기 설계 시공 탄성 해석이 반드시 수행되어야 하는 이유는 무엇인가? | 이러한 공력탄성학적 문제에는 동적 불안정 현상인 플러터 (Flutter), 돌풍(Gust)에 대한 응답 문제, 정적 불안정 현상인 다이버전스(Divergence), 그리고 구조 변형에 해당하는 공력하중을 예측하는 하중 재분포 문제 등이 있다. 이러한 공력탄성학적 현상들은 구조물의 파괴 또는 제어 성능과 직접 연관되므로 항공기 설계 시공 탄성 해석이 반드시 수행되어야 한다. | |
| 공력탄성학적 현상을 확인하기 위해 풍동 실험을 시행했을 때 발생하는 제약조건들을 보완하기 위하여 어떠한 방법들이 제안되었는가? | 그러나 풍동 실험은 축소 모델 제작 시 기하학적 상사성, 동 역학적 상사성 등을 고려해야 하므로 유동 속도의 제한과 비용이 많이드는 등 여러 가지 제약 조건이 존 재한다. 이러한 점들을 보완하기 위해 Zeng et. al.은 지상 진동 시험 장치에 공기력의 영향을 고려해 주는 Dry Wind Tunnel(DWT) system을 제안하였다[1]. Chen은 로드셀(load cell)과 가진기로 구성된 GVT(Ground Vibration Test), 힘 제어기(force controller)와 힘 생성 소프트웨어(force generation software)로 구성된 MIMO 힘 제어기 (MIMO force controller)를 이용한 지상 플러터 실험 시스템을 개발하였다[2]. Kearns는 플러터 해석에 대한 지상시험을 수행하였으며, 자려진동(self-excitation)이 일어날 때까지 가진력을 증가시켜, 자려진동이 발생할 때 플러터 속도를 구하고 플러터 해석 결과 값과 비교하였다 [3]. Peeters은 GVT의 소요 시간을 단축하기 위해 최근에 개발된 Software/Hardware 적인 발전을 소개 하고, 항공기 개발 과정에 있어서 어떻게 연계되어 활용될 수 있는지 방안을 제시하였다[4]. | |
| 비행체 구조물이 야기하는 공력탄성학적 문제에는 어떤 것들이 있는가? | 비행체 구조물은 비행 시 공기력과 구조물의 상호작용으로 인한 공력탄성학적 현상을 야기한다. 이러한 공력탄성학적 문제에는 동적 불안정 현상인 플러터 (Flutter), 돌풍(Gust)에 대한 응답 문제, 정적 불안정 현상인 다이버전스(Divergence), 그리고 구조 변형에 해당하는 공력하중을 예측하는 하중 재분포 문제 등이 있다. 이러한 공력탄성학적 현상들은 구조물의 파괴 또는 제어 성능과 직접 연관되므로 항공기 설계 시공 탄성 해석이 반드시 수행되어야 한다. |
Zeng, J,, Kingsbury, D., W., Ritz, E., Chen. P-C., Lee, D-H and Mignolet, M., P., "GVT-Based Ground Flutter Test without Wind Tunnel," AIAA/ASME/ASCE/AHS/ ACS Structures, Structural Dynamics and Materials Conferenece, 2011.
Chen, P-C., "Dry wind tunnel system," US Patent, 8,393,206, 2013
Kearns, J.P., "A ground flutter simulation," Defense Technical Information Center, 1957, pp.1-14.
Peeters., B., Hendricx,. W., and Debille J., "Modern Solution for Ground Vibration Testing of Large Aircraft," Sound & Vibration, 2009, pp.8-15.
배재성, 구조 비선형성을 고려한 공탄성 특성 및 플러터 억제, 박사학위 논문, 한국과학기술원, 2002
Hoadley, Sherwood T., and Mordechay Karpel. "Application of aeroservoelastic modeling using minimum-state unsteady aerodynamic approximations." Journal of guidance, control, and dynamics 14.6 (1991): 1267-1276.
Karpel, Mordechay, and Sherwood Tiffany Hoadley. "Physically weighted approximations of unsteady aerodynamic forces using the minimum-state method." (1991).
Hoadley, Sherwood T., and Mordechay Karpel. "Application of aeroservoelastic modeling using minimum-state unsteady aerodynamic approximations." Journal of guidance, control, and dynamics 14.6 (1991): 1267-1276.
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