초록 ▼

□ 연구개요
◆ 비정형 환경(unconstraint environment)에 걸맞은 생체모방형 고기동 드론의 설계 기법을 정립하기 위해 비정상 공력 - 비선형 구조 - 다물체 동역학 효과를 통합 고려하는 해석 및 설계 프레임워크를 개발
◆ 다양한 생물학적 비행체의 관찰결과를 토대로 하는 생체역학적 연구를 병행함으로써 생물학적 비행체의 고유한 특징 분석
◆ 해석 및 설계 프레임워크는 설계 파라미터를 연역적으로 수립할 수 있는 기반을 제공하고. 개별 드론이 임무에 따라 갖게 될 최적설계변수 분석

□ 연구 목

□ 연구개요
◆ 비정형 환경(unconstraint environment)에 걸맞은 생체모방형 고기동 드론의 설계 기법을 정립하기 위해 비정상 공력 - 비선형 구조 - 다물체 동역학 효과를 통합 고려하는 해석 및 설계 프레임워크를 개발
◆ 다양한 생물학적 비행체의 관찰결과를 토대로 하는 생체역학적 연구를 병행함으로써 생물학적 비행체의 고유한 특징 분석
◆ 해석 및 설계 프레임워크는 설계 파라미터를 연역적으로 수립할 수 있는 기반을 제공하고. 개별 드론이 임무에 따라 갖게 될 최적설계변수 분석

□ 연구 목표대비 연구결과
◆ 와류 및 후류효과, 점성 감쇠를 포함하는 비정상 공력모델 개발 완료
◆ 비정상 패널법을 이용한 공력모델링 수립 완료
◆ 앞전와류 및 와류소산 모델링을 통한 공력모델링 보완 완료
◆ 수조상사기법을 활용한 비정상 공력모델의 검증 완료
◆ 비정상 공력 – 비선형 구조 – 다물체 동역학 통합 설계 프레임워크 구축 완료
◆ 비선형 구조 및 다물체 동역학 모델링 완료
◆ 범용 컴퓨팅 언어 기반의 통합 해석 및 설계 프레임워크 구축 완료
◆ 트림탐색 및 비행특성 분석 기법 개발 완료
◆ 생물학적 비행체의 거동분석 결과를 이용한 통합 프레임워크 검증 완료
◆ 생체모방형 고기동 드론의 공력특성 및 비행특성 연구 완료
◆ 유연날개가 공력특성과 비행특성에 미치는 영향 분석 완료
◆ 초경량 동체가 공력특성과 비행특성에 미치는 영향 분석 완료
◆ 생체모방형 고기동 드론의 비행안정성 및 기동성 분석 완료

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서 구축한 비정상 공력- 비선형 구조 - 다물체 동역학 통합 프레임워크는 생체모방형 드론 개발뿐만 아니라 낮은 레이놀즈수에서 구동하는 다양한 공력장치에 적용이 가능하다. 높은 기동성능이 요구되는 생체모방형 드론을 포함한 차세대 비행체(호버바이크, 멀티로터형 드론, 에어택시, PAV 등)의 설계방식 및 개발에 폭넓게 활용될 것이고, 측풍에 대한 소용돌이의 특성은 생체모방공학과 함께 다양한 공기역학적 장치에 활용될 수 있으며, 앞으로 선보일 독특한 비행체에서의 비행 안정성을 이해하는데 큰 도움이 될 것이다. 본 연구 개발 결과인 통합 해석 및 설계 프레임워크는 다양한 생물학적 비행체에 대한 공력특성 및 비행특성을 해석할 수 있으므로, 학계전반의 연구 동향을 한 단계 도약시키는데 상당부분 기여하며 관련분야의 선구자로써 기술우위를 유지하는데 큰 도움을 줄 것이다. 이러한 점들로부터 궁극적으로는 당양한 무인기 및 비행 로봇 플랫폼의 개발을 용이하게 하므로, 국내 무인비행체 산업 발전에 크게 기여할 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 1차년도 – 와류 및 후류효과, 점성 감쇠를 포함하는 비정상 공력모델 개발 ... 5
• 2) 2차년도 – 비정상 공력 - 비선형 구조 - 다물체 동역학 통합 설계 프레임워크 구축 ... 8
• 3) 3차년도 – 생체모방형 고기동 드론의 공력특성/비행안정성 연구 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 37