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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이승배
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수42
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2022
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본 논문은 유인드론에 적용되는 동축반전 프로펠러에서 발생하는 소음에 관한 연구이다. 유인드론은 무인드론과는 달리 높은 추력을 발생시켜야한다. 이 외에도 탑승객의 편의와 환경 문제를 위해 소음을 염두에 두어야 한다. 따라서 유인드론 설계 과정에서 소음 분석이 고려되어야 한다.
본 연구에서는 김수정 등의 선행 연구에서 최적의 성능 및 소음특성이 검증된 생체모방 독수리 익형 프로펠러의 추력계수를 측정하였다. 이후, 전산유체역학 해석 프로그램 ANSYS CFX 19.0을 사용하여 정상상태 해석을 수행하였고, 해석을 통해 도출된 결과값과 실험값을 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. 시간에 따른 프로펠러 표면에서의 물리량을 얻기 위해 정상상태 해석값을 초기조건으로 부여하여 비정상상태 해석을 수행했으며, 난류 모형은 Smagorinsky LES(Large Eddy Simulation)모델을 사용하였다. 비정상상태 해석을 통해 연산된 데이터를 Matlab으로 처리한 후, 구현된 FW-H 방정식에 적용하였다. 수음 지점에서의 음압과 음압 레벨을 도출하였고, 이를 음향 파워 레벨로 변환하였다. 이후, 1/2 크기로 제작된 모델에서 측정된 음압 레벨 및 음향 파워 레벨 데이터와 계산으로 도출된 값을 비교하여 수치 오차를 분석하여 소음 해석 모델을 검증하였다.
본 연구에서는 김수정 등의 선행 연구에서 최적의 성능 및 소음특성이 검증된 생체모방 독수리 익형 프로펠러의 추력계수를 측정하였다. 이후, 전산유체역학 해석 프로그램 ANSYS CFX 19.0을 사용하여 정상상태 해석을 수행하였고, 해석을 통해 도출된 결과값과 실험값을 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. 시간에 따른 프로펠러 표면에서의 물리량을 얻기 위해 정상상태 해석값을 초기조건으로 부여하여 비정상상태 해석을 수행했으며, 난류 모형은 Smagorinsky LES(Large Eddy Simulation)모델을 사용하였다. 비정상상태 해석을 통해 연산된 데이터를 Matlab으로 처리한 후, 구현된 FW-H 방정식에 적용하였다. 수음 지점에서의 음압과 음압 레벨을 도출하였고, 이를 음향 파워 레벨로 변환하였다. 이후, 1/2 크기로 제작된 모델에서 측정된 음압 레벨 및 음향 파워 레벨 데이터와 계산으로 도출된 값을 비교하여 수치 오차를 분석하여 소음 해석 모델을 검증하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구 배경 및 목적 12. 연구 방법 3Ⅱ. 본 론 41. 유인드론용 프로펠러 및 익형 41.1 익형 41.1.1 익형의 이론 41.1.2 양력과 항력 51.2 이산소음 61.2.1 BPF 61.2.2 음압 71.2.3 파동방정식 91.2.4 Ffowcs Williams ? Hawkings 방정식 111.3 광대역 소음 141.4 음압 레벨 142. 유인드론용 프로펠러 실험 및 해석 182.1 프로펠러 형상 182.2 프로펠러 추력 실험 212.3 프로펠러 유동 해석 232.3.1 난류 모델 232.3.2 검사영역 모델링 252.3.3 격자생성 및 경계 조건 252.3.4 정상상태 해석 검증 292.3.5 비정상상태 해석 및 결과 312.4 해석데이터 저장 333. 소음 수치해석 343.1 데이터 변환 343.2 수음지 모델링 363.3 데이터 보간기법 393.4 소음해석 결과 43Ⅲ. 결 론 46참고문헌 48
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