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S-duct 흡입구 유로 형상 변화에 따른 엔진 입구면 유동 왜곡에 대한 정량적 평가
조낙원(Nakwon Jo),송지한(Jihan Song),윤준용(Joonyong Yoon) 한국추진공학회 2023 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.5
S-duct 흡입구 유로 형상 변화에 따른 엔진 입구면(AIP, aerodynamic interface plane) 유동 왜곡에 대한 정량적 평가를 통해, 아음속 기체에 적합한 형상을 도출한다. S-duct는 공기를 터보팬 엔진으로 원활하게 공급하기 위해 엔진 전단에 설치되며, S-duct의 형상으로 인해 유동 왜곡이 발생한다. 유동 왜곡이 심하면 엔진에 서지가 발생할 수도 있으므로, 유동 왜곡에 대한 정밀한 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 자동화된 설계 알고리즘을 통해 매끄러운 S-duct 형상을 생성하고, 3차원 전산유체역학 해석을 수행하여 기본 형상과 비교한다. AIP에서 유동 왜곡 지수는 추후 실험과의 정합성을 위하여, 프로브 측정과 동일한 방법으로 특정 위치에서 유동 변수를 추출하는 자동화된 계산 툴을 사용하여 평가하였다. This study aims to derive an S-duct shape suitable for a subsonic aircraft by quantitatively evaluating the flow distortion on the engine AIP(aerodynamic interface plane) according to the variation of the S-duct intake geometry. The S-duct is installed in front of the engine to supply stable air flow to the turbofan engine, but the airflow reaching the AIP cause flow distortion due to the S-duct shape. A severe distortion can cause engine surge. Therefore, precise evaluation of flow distortion is essential. In this study, a smooth S-duct shape is generated using an automated design algorithm and compared with the basic shape through 3D computational fluid dynamics. The flow distortion index at the AIP was evaluated using an automated evaluation tool that extract flow variables at a specific location using the same method as probe measurement for data consistency with experiments.