고속 비행체 공기흡입관 설계를 위한 저정밀도 공력-열-구조 연계해석 = Low Fidelity Aerodynamic-Thermal-Structure Coupled Analysis for High Speed Vehicle Intake Design

국문 초록 (Abstract)

초음속 비행체의 경우 비행영역의 특성상 공력에 의한 열하중 및 압력하중이 크며, 이로 인해 비행체의 구조 설계시 공력하중 및 열 하중을 고려하여야 한다. 그러나 초기 설계 단계에서 전산유체해석을 활용하여 설계를 수행하기에는 계산 시간 등의 이유로 여러 가지 난점이 있다. 그러므로, 이 논문에서는 충격파 방정식 및 팽창파 방정식을 이용하는 저정밀도 해석도구를 개발하여 초음속 비행체의 공기 흡입관 형상을 바탕으로 저정밀도 공력해석을 수행하였다. 이후 공력해석 결과를 이용, 열해석을 통하여 비행체 표면의 열하중을 도출하였으며, 공력해석 및 열해석에서 도출한 값을 이용하여 공력-열-구조 연계해석을 수행하여, 주어진 비행 조건에서 비행체에 가해지는 하중을 도출하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In case of supersonic aircraft, there have strong thermal and pressure load because of flight condition, so these factors should be considered when designing the structure configuration. However, it is hard to run computational fluid dynamics(CFD) at conceptual design phase on account of some reasons, such as computing power and time. In this research, we developed low fidelity analysis tool using shockwave & Prandtl-Mayer expansion wave equation for doing low fidelity aerodynamic analysis on the basis of air-intake configuration. After that, using aerodynamic result, derived the thermal load. Then using aerodynamic & thermal analysis result, we conducted aerodynamic-thermal-structure coupled analysis to calculate load applied to aircraft.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. 지배방정식 및 전산해석
• 3. 해석결과 및 검증
• 4. 결론
• 참고문헌