초록 ▼

본 연구의 목표는 높은 받음각 공기역학 와류(vortex flows in high angle-of-attack aerodynamics)에 대한 종합적이고 체계적이며 독자적인 실험과 수치해석 기법을 개발하고, 이를 활용하여 관련된 학문적 및 기술적 자료를 생산하는 것이다. 연구대상 형상은 현대 고성능 전투기 형상 구성품 중 대표적인 형상인 날카로운 앞전을 갖는 델타형 날개와 LEX(Leading Edge Extension)의 조합 형상이다. 연구의 주제는 와류의 발달, 와류 붕괴, 와류간의 상호작용, 와류 주도 흐름에 놓여진 물체의

본 연구의 목표는 높은 받음각 공기역학 와류(vortex flows in high angle-of-attack aerodynamics)에 대한 종합적이고 체계적이며 독자적인 실험과 수치해석 기법을 개발하고, 이를 활용하여 관련된 학문적 및 기술적 자료를 생산하는 것이다. 연구대상 형상은 현대 고성능 전투기 형상 구성품 중 대표적인 형상인 날카로운 앞전을 갖는 델타형 날개와 LEX(Leading Edge Extension)의 조합 형상이다. 연구의 주제는 와류의 발달, 와류 붕괴, 와류간의 상호작용, 와류 주도 흐름에 놓여진 물체의 공력 특성이다.

대형 아음속 풍동 실험 모델의 설계 및 제작, 날개면에 작용하는 압력분포의 측정, 5-hole probe와 hot-film에 의한 날개후류의 전압과 속도 측정 등을 수행하였다. 또 한 풍동실험 모델의 축소 모델의 와류유동에 대하여 PIV 측정을 수행하였으며, Navier-Stokes 방정식을 사용하는 와류유동의 CFD 해석을 수행하였다. 이와 같은 실험 및 수치적 연구는 LEX를 갖는 델타형 날개의 흐름에 대하여 와류의 발달과 구조, 와류 붕괴, 와류간의 상호작용, 이들 와류 거동과 관련된 물체의 공기역학적 특성에 대한 종합적이고 가치가 있는 정보를 생산하였다. 아울러 높은 받음각 공기 역학의 유동장 정보를 생산할 수 있는 실험 및 수치적 기법과 도구가 개발되었다.

본 연구는 향후의 높은 받음각 공기역학 와류에 대한 국내연구에 가치가 있고 길잡이가 되는 방대한 유동자료를 생산하였다. 본 연구는 선진항공기술 보유국에서 발표되는 관
련 연구 결과물과 비교하여도 많은 미지의 사실들을 밝혀냈을 뿐 아니라, 자료의 방대성에 있어서도 결코 뒤지지 않는 연구결과를 생산하였다. 이는 아직도 많은 미개척 분야가 있고, 항공역학적 이익(aerodynamic benefit)이 기대되고 있는 높은 받음각 공기역학 와류 연구에 있어서 선진국가와 동행할 수 있는 국내연구의 시발점이 되는 것이다. 본 연구의 결과는 유동제어 기술의 기본 자료로서, 그리고 높은 받음각 영역에서 발생하는 동적하중 및 안정성 문제, 와류에 의한 하중의 특성과 관련하여 비행체의 형상설계 자료로 사용될 수 있다.

Abstract ▼

The purpose of the present research is to develop experimental and numerical techniques which are comprehensive, systematic and individual; and apply them to investigate the vortex flows in the high angle-of-attack aerodynamics and produce related academic and technical data. The object configuratio

The purpose of the present research is to develop experimental and numerical techniques which are comprehensive, systematic and individual; and apply them to investigate the vortex flows in the high angle-of-attack aerodynamics and produce related academic and technical data. The object configuration is a sharp-edged delta wing with leading edge extension(LEX), which is one of the representative configuration components of the modern fighter aircraft. The research topics are vortex development, vortex breakdown, interaction of vortices, and aerodynamic load characteristics of the body exposed to vortex-dominated flows.

The contents of the present research are design and fabrication of the experimental model for the large subsonic wind tunnel, measurement of the wing surface pressure, and total pressure and velocity measurements of the wing's leeward vortical region by 5-hole and hot-film. Also PIV(Particle Image Velocimetry) measurements of the vortical flow is performed with the reduced model of the wind tunnel experiment, and CFD prediction of the vortical flow is carried out with the Navier-Stokes equations. These experimental and numerical works produced a very comprehensive and valuable information of the vortex development and structure, vortex breakdown, interaction of vortices, and the related aerodynamic characteristics of the delta wing with LEX. Also individual experimental and numerical techniques, which can be used to produce flow field data of the high angle-of-attack aerodynamics, are developed.

The present work produced a vast data of the high angle-of-attack aerodynamics which will be valuable and path-finder in the future domestic research of this field. The present work also found a lot of new information in the delta-wing aerodynamics and the research data is qualitatively and quantitatively comparable to that of the countries of advanced aerospace-technology. The present research is considered to be a starting point of the domestic research in the filed of high angle-of-attack aerodynamics, which has still incomplete information and is expected to give many aerodynamic benefits. The result of the present research will be used as a basis of the flow control technology and the flight vehicle configuration design in the area of dynamic load and stability problem and vortex-flow induced load-characteristics in the high angle-of-attack region.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...9
• 3. 결과 및 고찰 ...22
• 4. 결론 ...38
• 5. 인용문헌 ...39
• Figures ...44