[논문]자동차 Spoiler의 유무에 따른 공력 특성 비교 분석

김왕현; 김인현; 류기명; 김병수

문제 정의

Spoiler 표면의 압력 계수가 정상적으로 나오지 않은 이유이다. 따라서 Spoiler가 장착된 자동차의 압력 계수를 비교하는 것 대신 Spoiler 길이의 변화에 따라 유동장이 어떻게 변화하는지에 초점을 두었다. 표 1의 각 그림을 비교해 보았을 때, Spoiler의 길이가 길어질수록 박리점이 뒤쪽으로 밀리는 것을 확인할 수 있었다.

제안 방법

6×10⁶)의 속도에서 유동을 해석하였는데, 그 이유는 Spoiler는 고속에서 더 좋은 효과를 내기 때문이고 Chien-Hsiung Tsai 등⁽¹⁾의 논문과 비교하기 위함이다. Spoiler의 익형은 수월한 Geometry 생성을 위해 NACA0006을 선정하였고, 해석자로는 EDISON에서 제공되는 2D_Incomp-2.0_P를 이용하여 정상 상태에서의 비압축성 난류 유동 해석을 하였다. 해석자는 지배방정식으로 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)를 사용하고, 난류 모델은 Menter's k-w Shear Stress Transport이다.
격자는 EDISON에서 제공되는 e-MEGA 격자 생성 프로그램을 이용하여 정렬 격자 계 방식으로 생성하였다. 먼저 자동차의 code 길이를 1로 하여 Spoiler가 없을 때의 자동차 격자를 형성하였고, 자동차 트렁크 위쪽에 각각 자동차 code 길이의 3.
자동차 앞쪽과 위쪽은 code길이의 5배, 뒤쪽으로는 8배의 길이로 하여 격자를 구성하였다. 경계 조건은 점성 효과를 고려하여 자동차와 Spoiler 및 격자의 아래쪽인 지면은 Viscous adiabatic wall로 설정하였고, 격자의 위쪽은 Far-field BC, 격자의 왼쪽과 오른쪽은 각각 Subsonic inlet과 Subsonic outlet으로 설정하였다.
표 1의 각 그림을 비교해 보았을 때, Spoiler의 길이가 길어질수록 박리점이 뒤쪽으로 밀리는 것을 확인할 수 있었다. 더욱 자세한 유동의 변화를 살펴보기 위하여 Streamline 및 u와 vorticity의 Contour를 그려 각각의 차이를 비교해 보았다. 표 1과 표 2를 보면 알 수 있듯이, Spoiler가 장착된 자동차끼리는 별 차이를 나타내지 않았지만, Spoiler가 장착되지 않은 자동차와 장착된 자동차 사이에는 많은 차이를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
먼저 Spoiler가 장착되지 않은 자동차를 해석하였다. 해석된 데이터를 이용하여 압력 계수 그래프를 그려보았다.
격자는 EDISON에서 제공되는 e-MEGA 격자 생성 프로그램을 이용하여 정렬 격자 계 방식으로 생성하였다. 먼저 자동차의 code 길이를 1로 하여 Spoiler가 없을 때의 자동차 격자를 형성하였고, 자동차 트렁크 위쪽에 각각 자동차 code 길이의 3.5%(0.035c), 7%(0.07c), 14%(0.14c)에 해당하는 Spoiler를 그려 넣어 총 네 가지의 격자를 생성하였다. y+를 고려하여 첫 간격을 정하였고, 격자의 총 개수는 2.
본 연구에서는 EDISON_CFD를 활용하여 자동차의 공력 특성 및 유동 현상을 비교 분석 하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 다른 논문의 연구 결과와도 비교해보았다.
항공우주공학에서는 Airfoil이 많이 쓰이는데 자동차에서는 이 Airfoil 형태의 Spoiler가 어떠한 작용을 하는지 연구해보고 싶었다. 실제 자동차가 Spoiler의 장착 유무에 따라 유동 현상이 어떻게 발생하는지 확인해보기 위해 EDISON_CFD 해석 프로그램을 이용하여 유동 해석을 진행하였고, 나아가 최적의 효율을 가지는 Spoiler를 알아보기 위해 길이를 서로 다르게 하여 해석을 진행하여 비교 분석해 보기로 하였다.
Spoiler가 있을 때 자동차 윗면의 압력 계수는 약간의 변화가 있었으나 Spoiler 표면의 압력 계수가 예상과는 많이 다르게 나왔고, Chien-Hsiung Tsai 등⁽¹⁾의 연구 결과와도 많이 다른 양상을 띠었다. 원인을 파악하기 위해 해석된 데이터를 EDISON에서 제공되는 e-DAVA 유동 가시화 프로그램을 이용하여 Spoiler가 장착되지 않았을 때와 장착되었을 때 어떤 유동 변화가 있는지 살펴보았다. 표 1을 보면 자동차의 천장 부근에서 박리가 일어나 뒤쪽에서 역 흐름이 발생하여 Spoiler의 뒤쪽에서 앞쪽으로 유동이 흐르는 것을 볼 수 있다.
해석자는 지배방정식으로 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)를 사용하고, 난류 모델은 Menter's k-w Shear Stress Transport이다. 충분한 수렴과 최대한 정확한 데이터 확보를 위하여 CFL 1, error tolerance 10^-6, total iteration 200000으로 해석을 수행하였다.
본 연구에서는 EDISON_CFD를 활용하여 자동차의 공력 특성 및 유동 현상을 비교 분석 하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 다른 논문의 연구 결과와도 비교해보았다. 비록 Spoiler가 장착된 자동차의 제대로된 압력 계수를 알 수 없었지만, Spoiler를 장착함으로써 변하는 유동 현상과 장점을 확인할 수 있었다.

대상 데이터

본 연구에서 해석에 사용될 차량은 HONDA S2000 모델이다. 이 모델의 최고 속도인 시속 180 km(Re =3.

이론/모형

해석자는 지배방정식으로 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)를 사용하고, 난류 모델은 Menter's k-w Shear Stress Transport이다.

성능/효과

해석 결과를 검증하기 위해 다른 논문의 연구 결과와도 비교해보았다. 비록 Spoiler가 장착된 자동차의 제대로된 압력 계수를 알 수 없었지만, Spoiler를 장착함으로써 변하는 유동 현상과 장점을 확인할 수 있었다. 해석 결과를 통하여 Spoiler를 장착하게 되면 후류에서의 와류 생성이 억제되는 것을 알 수 있었고, Spoiler의 길이가 길어질수록 박리점이 더욱 뒤로 밀리는 것을 확인할 수 있었다.
비록 Spoiler가 장착된 자동차의 제대로된 압력 계수를 알 수 없었지만, Spoiler를 장착함으로써 변하는 유동 현상과 장점을 확인할 수 있었다. 해석 결과를 통하여 Spoiler를 장착하게 되면 후류에서의 와류 생성이 억제되는 것을 알 수 있었고, Spoiler의 길이가 길어질수록 박리점이 더욱 뒤로 밀리는 것을 확인할 수 있었다. 장착 위치에 따라서 유동 현상이 조금 변할 수 있고 Spoiler가 무한정 길어질 수는 없겠지만, 적절히 Spoiler를 장착하면 자동차의 공력 특성에 조금이나마 좋은 영향을 미칠 것으로 생각된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

자동차 Spoiler의 유무에 따른 공력 특성 비교 분석
The study about aerodynamics according to the spoiler of the car 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

자동차 Spoiler의 유무에 따른 공력 특성 비교 분석 The study about aerodynamics according to the spoiler of the car 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

자동차 Spoiler의 유무에 따른 공력 특성 비교 분석
The study about aerodynamics according to the spoiler of the car 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper