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문제 정의
- 한다. 그 다음으로 날개 두 개로 날개짓을 하는 경우, 앞날개와 뒷날개의 위상차에 따라 날개에 작용하는 힘과 날개 주위의 보텍스 구조 등이 어떻게 변화하는지 살펴보겠다. 모든 계산들은 Re=150 에서 잠자리의 공중정지비행을 바탕으로 수행되었다.
- 날개 하나의 경우에는 경사진 방향으로 날개짓을 할 때 큰 수직방향 힘이 발생하는 메커니즘에 대해 살펴보았다. 경사진 스트로크의 경우에 적절한 받음각이 주어진다면 날개에 가해지는 양력과 항력을 모두 이용하여 큰 수직방향의 힘을 얻을 수 있었다.
- 따라서 본 연구에서는 우선 날개 하나로 날개짓을 하는 경우를 수치해석을 통해 분석하여, 수직 방향으로 큰 힘이 발생하는 메커니즘에 대해 살펴보고자 한다. 그 다음으로 날개 두 개로 날개짓을 하는 경우, 앞날개와 뒷날개의 위상차에 따라 날개에 작용하는 힘과 날개 주위의 보텍스 구조 등이 어떻게 변화하는지 살펴보겠다.
- 본 연구에서는 날개 하나와 두개일 때, 각각의 공중 정지 비행에 대해 가상경계방법을 사용하여 공기 역학적인 특성을 알아보았다. Re=150 일 때, 스트로크의 각도와 진폭, 앞날개와 뒷날개의 위상차 등을 변화시켜가면서 수치해석을 수행하였다.
- 중요한 매개변수가 된다. 본 연구에서는 하나의 날개에서의 결과를 바탕으로 두 개의 날개의 경우 위상차에 따라 유동 및 힘의 특성이 어떻게 변하는지에 대해 알아보았다. 뒷날개의 경우 앞날개와 동일한 진폭 및 진동수로 날개짓하며, 두 날개의 중심사이의 거리는 1.
- 날개가 아래로 움직일 때에는 항력과 양력 모두 위쪽 방향으로 힘을 발생시키지만, 날개가 위로 움직일 때에는 양력은 위로 작용하는 반면 항력은 아래쪽 방향으로 작용하게 된다. 양력과 항력의 값은 날개의 받음각에 따라 달라지게 되는데, 본 연구에서는 ao가 수직방향의 힘에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 , aD 의 값을 30° 에서 90° 까지 15° 간격으로 변화시켜가면서 수직방향 성분의 힘을 계산하여 보았다. P 가 30°, 60° , 75° 일 때에는 au 는 150° 로 고정시켰고, p = 90° 인 경우엔 au=180° , P = 0° 인 경우엔 au=180°- aD 로 놓았다.
- 이 결과를 살펴보면, P가 증가함에 따라 aD 값도 증가함을 알 수 있다. 이런 흥미 있는 결과를 분석하기 위해 항력에 대한 양력의 비를 각각의 p 에 대해 계산하여 보았다. 날개 가 아래로 움직이는 동안의 C/CD 와 한 주기동안 Cv 의 평 균값을 p 에 대해 Fig.
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