Wind-Tunnel Experiment for the Steady and Unsteady Torques of a Control Panel

제어판의 정상 및 비정상 토크에 관한 풍동시험

The dynamic and static torque characteristics of a three dimensional control panel installed behind a guide panel were investigated in a wind tunnel. The panel was tested for various wind speeds, angles of attack and positions of the panel. The effects of the rotational speed and the amplitude of the sinusoidal motion were also studied. The increasing rate of torque coefficients with the angular position of the panel is small when the panel remains in the wake region, but is linear when it reaches the external stream. In case of a sinusoidal motion of the pannel, a hysterisis appears in the dynamic torque. The hysterisis becomes strong as the wind speed and the angular speed of the panel increase. The unsteady torque is considered quasi-steady when the angular speed is less than 5.5rad/s, i.e. the reduced frequency is less than 0.035.

고정된 가이드 패널 뒤에 설치된 실제 형상의 3차원 제어판 모델이 균일유동 하에서 작동될 때, 제어판이 받는 토크의 정적 특성과 동적 특성에 대하여 풍동실험을 통해 연구하였다. 제어판이 가이드 패널에 의한 후류에서 작동되면 각도에 따른 토크의 증가는 적으며, 일정한 범위를 지나면 토크계수는 각도에 선형적으로 증가한다. 실험이 수행된 속도 범위 내에서는 토크계수는 속도에 따라서 변화가 거의 없었다. 토크계수가 영이 되는 중립각도의 크기가 영각에 따라서 증가하며, 영각의 절반 정도이다. 비정상 토크계수는 정상상태에 대하여 히스테리시스를 보이며, 풍속이 증가할수록 다소 커진다. 히스테리시스는 각속도가 증가할수록 증가하고, 각속도가 5.5rad/s 보다 적은(reduced frequency, $k={\omega}c/z\;V_0$의 값은 0.035) 경우에는 준정상 상태라고 할 수 있다.