플래핑 날개의 3차원 정밀 유체/구조 결합 해석 = Three-dimensional Precision CFD/CSD Coupled Analysis for a Flapping Wing

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 전산유체해석(CFD)과 전산구조해석 (CSD)을 결합하여 플래핑 날개 해석을 위한 수치적 기법을 개발하고자 한다. 공력 해석을 위하여 예조건화된 RANS 방정식을 지배 방정식으로 갖는 전산유체해석을 적용하고 구조 해석을 위해 기하학적 정밀 보 해석을 적용하였다. 공력과 구조 해석은 강성 결합 기법을 통해 결합하였으며 상하병진 운동을 하는 날개에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과는 실험 결과와 비교 검증하였다. 또한 Co-rotation 이론 기반 보 해석을 개발하고 NASTRAN 과 부분적으로 비교 검증하였다. 향후 단면의 warping 자유도를 추가하여 해의 정밀성을 향상시키고, 추가적으로 co-rotation 쉘 요소를 도입할 예정이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to analyze the flexible flapping wings, such as insects" or birds" wings, coupling between aerodynamics and structural dynamics is critical component. This paper presents a computational approach to simulate a flapping wing by coupling between CFD and CSD. Non-linear structural model based on the geometrically exact beam formulation was used. Such non-linear beam model was coupled with preconditioned Navier-Stokes solutions. After that, coupling between the structural and aerodynamic models was conducted. Finally the results were compared with the experimental results. Also, Co-rotational beam analysis was developed and validated by comparing with NASTRAN in static condition. This will be reinforced by an addition of the restrained warping DOF. In the future, co-rotational shell element will be used.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. Introduction
• 2. Formulations
• 3. Numerical Results
• 4. Conclusions
• References