멀티로터형 비행체의 후류 상호작용을 고려한 공력 및 공력소음 해석 연구

고정우; 김동욱; 이수갑

doi:10.5139/JKSAS.2019.47.7.469

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자료유형: 학술저널

저자정보: 고정우 (Seoul National University) 김동욱 (Seoul National University) 이수갑 (Seoul National University)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 韓國航空宇宙學會誌第47卷第7號

발행연도: 2019.7

수록면: 469 - 478 (10page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2019.47.7.469

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수직이착륙기(VTOL) 및 도심 항공 모빌리티와 같은 멀티로터형 비행체는 높은 기동성을 바탕으로 오늘날 널리 활용되고 있다. 멀티로터는 다수의 로터로 구성되어 후류 상호작용이 활발히 발생하고, 이로 인해 멀티로터의 공기역학 및 공력음향학적 특성이 단일 로터와 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 자유 후류 격자 기법 해석자를 활용하여 멀티로터의 후류 상호작용 효과를 규명하고자 하였다. 다양한 비행체와 운용조건의 비교를 위하여, 제자리 비행에서 로터 간격에 따른 효과와 전진 비행에서 전진비 및 전진 방향에 따른 효과를 확인하였다. 제자리 비행 시 후류 및 로터 사이의 상호작용으로 비정상 하중이 발생하였으며, 로터 사이 간격이 줄어들수록 하중 변화폭이 증가하였다. 이는 비정상 하중 소음을 발생시키고 소음 지향성에 변화를 가져온다. 전진 비행 시, 비행 방향에 따라서 비정상 하중 및 소음 특성에서 차이를 보인다. 단일 로터 해석 결과와 비교하였을 때, 멀티로터의 각각의 로터는 상대적 위치에 따라서 하중 소음의 크기와 지향성이 다르다. 결론적으로 후류 상호작용 효과에 대한 분석은 다양한 멀티로터 형상과 운용조건의 공력 및 공력소음 해석에 필수적이다.

#Multirotor(멀티로터) #Wake interaction(후류 상호작용) #Unsteady loading noise(비정상 하중 소음) #Aeroacoustics(공력음향학)

참고문헌 (14)

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Floreano, D., and Wood, R. J., “Science, technology and the future of small autonomous drones,” Nature, Vol. 521, 2015, pp. 460~466.

Shukla, D., and Komerath, N., “Multirotor Drone Aerodynamic Interaction Investigation,” Drones, Vol. 2, No. 4, 2018, p. 43.

Tinney, C. E., and Sirohi, J., “Multirotor drone noise at static thrust,” AIAA Journal, Vol. 56, No. 7, 2018, pp. 2816~2826.

Casalino, D., van der Velden, W. C. P., and Romani, G., “Community Noise of Urban Air Transportation Vehicles,” AIAA Scitech 2019 Forum, January 2019, p. 1834.

Lee, H. J., and Lee, D. J., “Computational study of wake interaction in quadcopter unmanned aerial vehicle,” 7th Asian/Australian Rotorcraft Forum, October 2018.

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