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한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.3, 2018년, pp.8 - 13
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A fluid-structure interaction analysis should be performed to evaluate the behavior of the internal fuel and its influence in order to confirm the structural soundness of the fuel tank against external impacts. In the past, fluid-structure interaction analyses have been limited to the obtention of n...
| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 유체-구조 연성해석이 필요한 연료탱크의 문제점은? | 더불어, 연료탱크 초기 설계단계부터 위험인자를 사전에 확인하여 시험 실패 가능성을 최소화하기 위한 수치해석 연구도 진행되어 왔다[3-5]. 연료탱크에서 발생할 수 있는 가장 심각한 문제는 외부충격에 의한 연료 누유의 발생이다. 해당 위험성을 사전에 파악하기 위해서는 연료를 보관하는 연료탱크 특성상 유체-구조 연성해석이 필요한데, 최근 검퓨터 성능의 획기적인 발전으로 과거에 존재했던 전산자원이나 계산시간의 제약에서 상당히 벗어났다고 할 수 있다. | |
| 라그랑지안 기반 해석방법의 장단점은? | ALE는 구조격자와 오일러 격자 간에 하중과 경계조건 정보를 교환하면서 해석하는 방법인데, 정밀한 해석이 가능하다는 장점이 있으나, 수치해석을 위한 사전설정이 다소 복잡하고 계산시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 라그랑지안 기반 해석방법은 각 입자들이 일정 영역의 물성을 대표하는 것으로 가정하는 방법인데, ALE에 비해 수치해석 모델 설정이 간단하고 계산시간은 짧지만, 정밀한 유체 모사를 위해 많은 수의 입자가 필요하고 공기입자를 모델링 하는 경우에는 작은 밀도값으로 인하여 수치 계산 과정에서 발산 현상이 나타나는 등 공기 모사에 있어 제약이 따르는 단점이 있다. 따라서, 각 방법의 장단점을 고려하여 수치해석의 목적에 따라 적합한 방법을 적용해야 한다. | |
| ALE란 무엇인가? | 유체-구조 연성해석에는 라그랑지안(Lagrangian) 격자와 오일러(Eulerian) 격자를 연동시켜 해석하는 ALE(Arbitrary Lagrangian and Eulerian, 이하 ALE)와 입자법(Smoothed Particle Hydrodynamic, 이하 SPH)과 같이 라그랑지안 방법을 기반으로 하는 해석 방법이 있다. ALE는 구조격자와 오일러 격자 간에 하중과 경계조건 정보를 교환하면서 해석하는 방법인데, 정밀한 해석이 가능하다는 장점이 있으나, 수치해석을 위한 사전설정이 다소 복잡하고 계산시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 라그랑지안 기반 해석방법은 각 입자들이 일정 영역의 물성을 대표하는 것으로 가정하는 방법인데, ALE에 비해 수치해석 모델 설정이 간단하고 계산시간은 짧지만, 정밀한 유체 모사를 위해 많은 수의 입자가 필요하고 공기입자를 모델링 하는 경우에는 작은 밀도값으로 인하여 수치 계산 과정에서 발산 현상이 나타나는 등 공기 모사에 있어 제약이 따르는 단점이 있다. |
H.Kim, S. C. Kim, J. Lee, I. Hwang, J. W. Hue, D. W. Shin, P. S. Jun, T. K. Jung, B. K. Ha, "Assessment of crashworthiness performance for fuel tank of rotorcraft", Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, vol. 38, no. 5, pp. 806-812, 2010. DOI: https://doi.org/10.5139/JKSAS.2010.38.5.477
Ugone, Mary L., "Meling, John E., Snider, Jack D., Gause, Neal J., Carey, Alice F., "Acquisition: Fuel Cells of the V-22 Osprey Joint Advanced Vertical Aircraft", D-2003-013, 2002.
H. Kim, S. C. Kim, "Numerical Analysis of Crash Impact Test for External Auxiliary Fuel Tank of Rotorcraft", Journal of the Korean Academia-Industrial Cooperation Society, vol. 18, no. 3, pp. 724-729, 2017. DOI: https://doi.org/10.5762/KAIS.2017.18.3.724
U. S. Army Aviation and Missile Command, "Detail Specification for the Tank, Fuel, Crash-Resistant, Ballistic-Tolerant, Aircraft", MIL-DTL-27422D, 2007.
Ministry of Defence, "Flexible Tanks for Use in Aircraft Fuel and Methanol/water System" Defence Standard 15-2/Issue 1, 1987.
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