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문제 정의
- 본 논문에서는 Slocum 수중 글라이더 모델을 대상으로 유영 받음각에 대한 항력계수를 도출하기 위해 먼저 실측 기반으로 3D 모델을 구현하였고, 특정 속도로 순항 유영 중의 환경조건 및 적정구간에 대한 받음각을 설정하여 전산유동해석을 수행하였으며, 받음각 변화에 따른 항력계수의 변화에 대해 연구하였다.
- 수중 글라이더의 신속한 회수를 위해서는 부상할 것으로 예상되는 위치를 시뮬레이션을 통해 추정하는 방법이 있는데 이 시뮬레이션을 위해서는 수중 환경 및 수중 글라이더에 대한 동역학적 모델링이 필요하다. 이 동역학적 모델을 세우기 위한 기반 연구 중의 하나로 모델에 대한 항력계수를 도출하는 연구가 필요한데, 본 논문을 통해서 Slocum 수중 글라이더의 전산유동해석을 통해 항력계수에 대한 식을 도출하는 연구를 수행하였다. 먼저 실측 기반으로 수중 글라이더의 3D 모델을 설계하고 이를 분석하였다.
가설 설정
- 2와 같이 하강 중 자세가 26°의 기울어지며, 순항 중 받음각은 ±5° 이내라 설정하였다. Slocum 수중 글라이더로 몇 가지 상태에 대하여 실험적으로 도출된 결과(Joshua et al., 2003)를 보면 순항 유영중에 받음각은 ±3° 내외임을 보였기 때문에 이 구간을 포함한 미소 구간에 대해 정밀한 분석이 필요하였고 본 논문에서는 받음각의 구간을 ±5° 이내로 설정하였다. 그리고 순항 유영중의 속력은 1.
- 그리고 격자 구성은 복잡한 형상에 유리한 tetra/prism 타입의 격자를 사용하였다. 그리고 물은 압축율은 3.3 × 10-10 Pa-1 정도로 매우 낮기 때문에 해석 공간의 유체는 시간적인 효율을 위해 비 압축성 유체라 가정하였다. 난류모델은 정상 유동장 해석에서 다른 난류 모델에 비해 비교적 우수한 성능을 가진 Shear-stress transport(SST) 모델을 사용하였다.
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