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A Study on the Far-Field Boundary Condition of Tightly Coupled CFD/FreeWake Method in Hover

로터 제자리비행에 적용된 CFD/FreeWake 연계방법의 원거리 경계조건에 대한 연구

  • 위성용 (한국과학기술원 항공우주공학과 대학원) ;
  • 이재훈 (한국과학기술원 항공우주공학과 대학원) ;
  • 권장혁 (한국과학기술원 항공우주공학과) ;
  • 이덕주 (한국과학기술원 항공우주공학과) ;
  • 정기훈 (한국항공우주연구원) ;
  • 김승범 (한국항공우주연구원)
  • Published : 2007.11.30

Abstract

this study, helicopter rotor flow is simulated by using a tightly coupled CFD/FreeWake method to describe wake characteristics and to calculate the flow field and rotor aerodynamics. In this tightly coupled CFD/FreeWake method, freewake model provides the boundary condition required in the CFD calculation and CFD provides the pressure distribution on blade surface used in feewake generation. To show the advantage of this method, the pressure distributions on blade surface of a hovering 2-bladed rotor are compared with other numerical methods. This tightly coupled CFD/FreeWake method shows good accuracy in the predicted results and efficient computation time.

본 논문에서는 CFD/FreeWake 연계해석방법을 이용하여 헬리콥터 로터의 공력을 해석하였다. 연계해석방법은 CFD를 이용하여 로터주변의 공력을 얻고, 후류의 거동은 FreeWake를 이용하여 모사한다. FreeWake 모델은 CFD의 경계조건을 제공하고, CFD는 후류형성을 위한 로터블레이드 양력변화율을 제공하는 방법으로 연계된다. CFD/FreeWake 연계해석방법은 다른 로터공력해석 방법에 비하여 높은 정확도와 계산 시간 절감으로 효율적인 계산을 가능하도록 한다.

Keywords

References

  1. Srinivasan, G. R., Raghavan, V., and Duque, E.P.N., 'Flowfield Analysis of Modern Helicopter Rotors in Hover by Navier-Stokes Method', Journal of the American Helicopter Society, Vol. 38, No. 3, 1993, pp.3-13 https://doi.org/10.4050/JAHS.38.3
  2. Berkman, M. E., Sankar, L. N., 'Navier-Stokes/Full-Potential/Free-Wake Method for Rotor Flows', Journal of Aircraft, Vol. 34, No. 5, 1997, pp.635-640 https://doi.org/10.2514/2.2240
  3. Yang, G., Zhuang, L., 'Numerical Simulation of Rotor Flow in Hover', Journal of Aircraft, Vol. 37, No. 2, 2000, pp.221-226 https://doi.org/10.2514/2.2610
  4. Zhao, Q. J., Xu, G. H., and Zhao, J. G., 'New Hybrid Method for Predicting the Flowfields of Helicopter Rotors', Journal of Aircraft, Vol. 43, No. 2, 2006, pp.372-380 https://doi.org/10.2514/1.14863
  5. Chung, K. H., Kim, J. W., Ryu, K. W., Lee, K. T. and Lee, D. J., 'Sound Generation and Radiation from Rotor Tip-Vortex Pairing Phenomenon', AIAA Journal, Vol. 44, No. 6, 2006, pp.1181-1187 https://doi.org/10.2514/1.22548
  6. Kim, Y. S., Park, S. H., and Kwon, J. H., 'Drag Prediction Workshop Results Using the Parallel Multigrid Solver KFLOW3D', Proc. of 2nd AIAA CFD Drag Prediction Workshop ,2003
  7. 박수형, 'Navier-Stokes 방정식을 사용한 동안정 미계수 예측 기법', 한국과학기술원 박사학위 논문, 2003
  8. Park, S. H., Kim, Y. S., and Kwon, J. H., 'Prediction of Damping Coefficients Using the Unsteady Euler Equations', Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 40, No. 3, 2003, pp.356-362 https://doi.org/10.2514/2.3970
  9. Pulliam, T. H. and Chaussee, D. S., 'A Diagonalized Form of an Implicit Approximate-Factorization Algorithm', Journal of Computational Physics, Vol. 39, 1981, pp.347-363 https://doi.org/10.1016/0021-9991(81)90156-X
  10. Sung. C. H., Park, S. H., Kwon, J. H., 'Multigrid Diagona1ized-ADI Method for Compressible Flows,' Proc. of 15th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference, AIAA Paper 2001-2556
  11. Bhagwat, M. J. and Leishman, J. G., 'Correlation of Helicopter Rotor Tip Vortex Measurements', AIAA Journal, Vol. 38, No. 2, 2000, pp. 301-308 https://doi.org/10.2514/2.957
  12. Caradonna, F. X. and Tung, C., 'Experimental and Analytical Studies of a Model Helicopter Rotor in Hover', NASA TM-81232, 1982
  13. 이성규, 김범섭, 이덕주, '후류의 vortex lattice/doublet panel 연계 모델링에 의한 로터블레이드의 공력 해석', 2003년 추계학술발표회 논문집, 한국항공우주학회, 2003