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Minjun Jang,Hyunjun Jang,Junho Suh 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.2
최근 회전 전기기계의 초고속화, 경량화, 고출력화 됨에 따라 진동, 소음, 열에 대한 안정성 검증이 더욱 요구되고 있다. 따라서 본 연구를 통해 CAE 상용프로그램인 ANSYS를 기반으로 한 회전 전기기계에 대한 진동 해석 프로세스, 소음 해석 프로세스, 열 유동 해석 프로세스 개발을 하였다. 회전기계의 진동해석을 위해서 모달해석, 구조해석, 회전체 동역학 해석 순서대로 해석을 진행하며 이를 통해 위험속도 예측과 안정성 선도를 확인할 수 있다. 또한 불평형 회전체 제작시 제작오차와 재료의 불균일 등으로 인하여 회전체는 불평형 질량을 가지며, 이를 응답 해석을 통해 기계 진동을 예측할 수 있다. 소음 해석을 위해서 전자기해석, 모달해석, 조화응답해석, 방사소음 해석 순서대로 해석을 진행한다. 소음 해석 결과를 바탕으로 회전 전기기계에서 발생할 수 있는 가장 큰 소음원이 전자기력인지, 구조진동에 의한 소음인지를 예측할 수 있으며, 이 소음치가 기준 범위를 초과한다면 소음원의 설계 변경을 통해 소음을 감소할 수 있다. 열 유동 해석은 유동해석 모델링, Mesh 작업 및 민감도 테스트, 열 유동 해석 순서대로 진행한다. 열 유동해석을 통해 개발 예정 중인 회전 전기기계가 열이 잘 배출되는 구조인지를 확인할 수 있으며, 코일 발열로 인한 감자 여부 또한 예측 가능할 것으로 판단된다. 이를 통해 구조 변경을 통해 열 유동에 대한 안정성을 확보할 수 있게 된다.
Noise Prediction of Ducted Fan Unmanned Aerial Vehicles considering Strut Effect in Hover
Minjun Park,Jisung Jang,Duckjoo Lee 한국항공우주학회 2017 International Journal of Aeronautical and Space Sc Vol.18 No.1
In recent years, unmanned aerial vehicles (UAVs) have been developed and studied for various applications, including drone deliveries, broadcasting, scouting, crop dusting, and firefighting. To enable the wide use of UAVs, their exact aeroacoustic characteristics must be assessed. In this study, a noise prediction method for a ducted fan UAV with complicated geometry was developed. In general, calculation efficiency is increased by simulating a ducted fan UAV without the struts that fix the fuselage to the ducts. However, numerical predictions of noise and aerodynamics differ according to whether struts are present. In terms of aerodynamic performance, the total thrust with and without struts is similar owing to the tendency of the thrust of a blade to offset the drag of the struts. However, in aeroacoustic simulations, the strut effect should be considered in order to predict the UAV’s noise because noise from the blades can be changed by the strut effect. Modelling of the strut effect revealed that the dominant tonal noises were closely correlated with the blade passage frequency of the experimental results. Based on the successful detection of noise sources from a ducted fan UAV system, using the proposed noise contribution contour, methods for noise reduction can be suggested by comparing numerical results with measured noise profiles.