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RAE-A 날개-동체 형상의 압력 분포에 대한 격자 수렴성 연구
김기로(Ki Ro Kim),박수형(Soo Hyung Park),사정환(Jeong Hwan Sa),조금원(Kum Won Cho) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.3
본 연구에서는 RAE “A” 날개-축대칭 동체 형상을 이용하여 유동흐름 방향, Span 방향과 동체 둘레 방향(φ 방향)에 따라 격자에 대한 수렴성 및 비행체의 압력 분포 변화를 수치적으로 연구하였다. 아음속 및 천음속 영역 조건에서 k-ω Wilcox-Durbin+ 난류 모델을 사용하여 2차 정확도의 수치적 해를 예측하는 유동해석을 수행하였다. 아음속 유동 조건에서는 해석결과가 실험결과와 매우 잘 일치하였으나, 충격파가 존재하는 천음속 유동에서는 약간의 차이가 발생하였다. Cubic spline을 사용하는 외삽 방법으로 격자 수렴성을 검토하였다. 외삽 방법을 통해 회전 방향의 격자 조밀도가 격자 수렴성에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 격자 수렴성에 대한 검토 결과를 바탕으로 더 조밀한 격자를 생성하였다. 이를 통해 특히 RAE-A 형상의 축대칭 동체 표면에서 더 정확한 해석 결과를 얻을 수 있음을 보였다. Surface pressure distributions over the RAE-A wing-body configuration were investigated and the grid convergence along the streamwise, spanwise, and circumferential directions was numerically studied. Flow analysis in subsonic and transonic conditions was conducted using the k-ω Wilcox-Durbin+ turbulence model. Surface pressure distributions for subsonic flows were well matched, but those for transonic shocked flows showed a little discrepancy with the experimental data. A cubic spline extrapolation method was applied in order to investigate the grid convergence. This method presented that the grid resolution in the circumferential direction is the most important grid parameter. A refined grid system was made based on the grid convergence study and provided more accurate prediction, especially on the symmetric body surface of RAE-A configuration.
γ-Re<SUB>θ</SUB>천이 모델을 사용한 KARI-11-180 익형의 천이 유동해석
사정환(Jeong Hwan Sa),김기로(Kiro Kim),조금원(Kum Won Cho),박수형(Soo Hyung Park) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.3
본 연구에서는 KFLOW에서 사용하고 있는 γ-Re<SUB>θ</SUB> 천이 모델을 사용하여 KARI-11-180 익형의 공력특성을 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험 결과 및 XFOIL과 MSES의 결과와 비교하였다. 완전 난류모델은 천이모델에 비해 마찰항력을 크게 예측하기 때문에 전체적으로 높은 항력을 예측하는 등 천이모델과 완전 난류모델간의 차이를 확인하였다. KFLOW의 γ-Re<SUB>θ</SUB> 모델을 사용한 결과는 실험을 통해 확인된 천이 유동 실험 결과의 특성을 잘 예측하고 있었으며 XFoil이나 MSES의 결과와도 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 drag-bucket현상이 익형 표면의 천이점의 급격한 변화로 인해 발생함을 확인하였다. In this study, numerical simulations were performed using the γ-Re<SUB>θ</SUB> transition model of KFLOW for the transitional flow over the KARI-11-180 airfoil. Numerical results of KFLOW were compared with experimental data and two other numerical results of XFoil and MSES. Fully turbulence model was predicted high skin friction drag than transition model because fully turbulence model could not solve the transitional flow. Numerical predictions using the γ-Re<SUB>θ</SUB> model of KFLOW show a good agreement with experimental data and other numerical results. Present numerical results were confirmed the state of drag bucket due to dramatic changing of the transition location on the airfoil surface.