유동제어기술.와류.풍동실험.공력성능.삼각날개.flow control technology.vortex flow.wind-tunnel experiment.CFD prediction.aerodynamic performance.delta wing.
초록▼
강직성과 실용성, 효율성이 크게 향상된 능동유동제어 메카니즘을 개발하고, 이를 삼각 날개의 와류를 제어하는데 적용하는 연구를 통하여, 유동제어에 대한 학술.기술 자료를 얻고 또한 국내항공기술계의 유동제어기술 기반을 조성한다. 내부 및 외부 유체기계의 공력 성능을 크게 향상시킬 수 있는 기술이므로 선진항공 기술 보유국에서 최근 급속하고 집중적인 연구투자가 이루어지고 있는 유동제어기술을 연구하였다. 여러 가지 유동 조절 방법 중 간편하고 효율성이 높으면서 조절성능이 우수한 능동유동제어 도구를 설계?제작하고, 이를 높은 받음각 상태
강직성과 실용성, 효율성이 크게 향상된 능동유동제어 메카니즘을 개발하고, 이를 삼각 날개의 와류를 제어하는데 적용하는 연구를 통하여, 유동제어에 대한 학술.기술 자료를 얻고 또한 국내항공기술계의 유동제어기술 기반을 조성한다. 내부 및 외부 유체기계의 공력 성능을 크게 향상시킬 수 있는 기술이므로 선진항공 기술 보유국에서 최근 급속하고 집중적인 연구투자가 이루어지고 있는 유동제어기술을 연구하였다. 여러 가지 유동 조절 방법 중 간편하고 효율성이 높으면서 조절성능이 우수한 능동유동제어 도구를 설계?제작하고, 이를 높은 받음각 상태의 삼각날개의 와류를 조정하는데 적용하였다. 이와 같은 연구는 유동제어 도구의 설계 및 제작,유동제어의 풍동실험 연구, 유동제어의 CFD 예측 등 3개 분야 간의 유기적인 협력 체계를 통하여 수행하였다. 연구에서 얻어진 결과는 받음각과 옆미끄럼각, 유동제어변수의 변화에 따른 실험 모델의 날개면 압력분포를 포함하는 공력자료, PIV 및 off-surface flow visualization에 의한 날개 후류 유동장 자료 등이다. 받음각의 범위는 10도에서 40도, 옆미끄럼각은 0도에서 10도이다. 유동 Reynolds number의 범위는 105에서 106 이다. 연구의 결과는 국제 및 국내 전문 학술지와 학술회의에 발표한 34편의 논문으로 집약되었다. 이들 결과는 삼각날개 와류와 이의 제어에 대한 국내 최초의 집중적인 자료이다. 특히 PIV 측정에 의한 유동장 자료, 초음파 가습기에서 발생하는 미소 액적(micro water-droplet)을 사용하는 off-surface flow visualization기법에 의한 유동장자료는 국제적으로 학문적으로 가치가 높고 창의적인 실험기법 으로 인정었다.본 연구의 결과는 현대 고성능 항공기와 미사일의 기동 성능을 향상시키는데 주요한 역할을 하여온 와류양력 활용에 대한 기술 자료와 학술 자료를 제공하고, 아울러항공기술 선진국에서 활발히 진행되고 있는 유동제어기술의 국내 기반을 조성하는 데 기여할 것으로 기대된다. 또한 본 연구의 결과는 최근 국내에서 진행되고 있거나가까운 미래에 진행될 스마트 무인 비행기의 개발, 차세대 전투기 및 헬리콥터 개발,기타 해상 및 해중 무기 체계의 개발, 기타 유체기계의 설계와 개발에 유용하게사용될 수 있는 기술 자료가 될 것이다.
Abstract▼
The goal of the research is to obtain academical and technical data of flowcontrol and to promote research environment of flow control technology in the domestic aerospace community, through the development of active flow controltechniques with enhanced robustness, practicability and efficiency, and
The goal of the research is to obtain academical and technical data of flowcontrol and to promote research environment of flow control technology in the domestic aerospace community, through the development of active flow controltechniques with enhanced robustness, practicability and efficiency, and the application of them to the control of delta-wing vortex flow.This study investigated the flow control technology, which has been one of the hottest research topics recently in aerodynamic community of countries with advanced aerospace technology, because it is expected to greatly improve the aerodynamic performance of the internal and external fluid machines. Active flow control devices with compactness, efficiency, and control authority were designed and fabricated, and they were applied to control the delta-wing vortex flow at high angles of attack. The present research was performed by three organized cooperative teams of design and fabrication of flow control devices, wind-tunnel experiment investigation of flow control and CFD prediction of flow control. The main results of the research were the aerodynamic load data including wing surface pressure, and the wing-leeward flow-field data obtainedby PIV and off-surface flow visualization for various angles of attack, sideslip angles and flow control parameters. Angles of attack and sideslip angles ranged from 10 degree to 40 degree and 0 degree to 10 degree, respectively. The flow Reynolds numbers ranged from 105 to 106. The results of the research were summarized as the 34 papers published in international and domestic journals and conference proceedings. They were the first intensive technical data about the delta-wing vortex flow and its control indomestic aerospace community. Specially, the delta-wing flow-field data obtained by PIV measurement and off-surface flow visualization technique using the micro water-droplets generated from the ultrasonic humidifier, were internationally recognized as valuable academic data and creative experimental technique. Thepresent research is expected to provide academic and technical data of great value in vortex lift that has done a great role in improving the maneuver capability ofthe modern high-performance aircraft and missiles. Also the result will be a very useful data for designing and developing the smart unmanned vehicle, next-generation fighter aircraft and helicopters, and other surface and underwater vehicles, which are on-going or near-future national projects of this country.
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