S-Duct 입구 형상에 따른 유동 특성에 관한 연구

Title
S-Duct 입구 형상에 따른 유동 특성에 관한 연구
Other Titles
A Study on Flow Characteristics of the Inlet Shape for the S-Duct
Author
조진수
Keywords
S-Duct; Flow Separation; Secondary Flow; Total Pressure Recovery; Distortion Coefficient; Counter Rotating Vortex; S-덕트; 유동박리; 2차 유동; 전압력 회복량; 왜곡계수; 엇회전 와류
Issue Date
2015-02
Publisher
한국항공우주학회
Citation
한국항공우주학회지, v. 제43권, NO 제2호, Page. 109-117
Abstract
덕트는 항공기의 내부엔진에 외부 공기를 흡입하기 위한 장치이다. 엔진 입구면의 레이더 반사량을 줄여 피탐지성을 감소시키기 위하여 S형태의 덕트를 가지게 되었다. S-Duct는 중심선의 곡률, 입구형상 등의 형상변수에 따라 엔진의 성능에 영향을 미친다. 본 연구에서는 RAE M 2129 S-Duct의 입구형상에 대하여 가로세로비의 변경에 따른 덕트 내부 유동에 대한 유동 특성을 알아보기 위해 전산해석을 수행하였다. S-Duct의 성능 평가 기준으로는 유동 왜곡계수를 사용하였다. 공력해석을 위해 상용해석 소프트웨어를 사용하였으며, 벽면에서의 역압력 구배의 영향으로 발생하는 유동박리와 2차 유동을 예측하기 위하여 k-⍵SST난류모델을 사용하였다. S-Duct의 Port side와 Starboard side 각각의 압력분포 값에 대하여 ARA의 실험값과 비교하여 본 연구에서 사용된 전산해석 기법의 타당성을 검증하였다. 해석 결과 모든 형상에 대하여 유동박리와 2차 유동이 발생하는 것을 확인하였다. 반원형 형태의 입구형상을 가지는 S-Duct가 뛰어난 성능을 보임을 확인하였다. Aircraft needs an inlet duct to supply the airflow to engine face. A fighter aircraft that requires low radar observability has to hide the engine face in the fuselage to reduce the Radar Cross Section(RCS). Therefore, the flow path of the inlet duct is changed into S-shape. The performance of the aircraft engine is known to be influenced by the shape and the centerline curvature of the S-Duct. In this study, CFD analysis of the RAE M 2129 S-Duct has been performed to investigate the influence of aspect ratio of inlet geometry. The performance of the S-Duct is evaluated in terms of the distortion coefficient. To simulate the flow under adverse pressure gradient better, k-? SST turbulence model is employed. The computational results are validated with the ARA experimental data. The secondary flow and the flow separation are observed for all computational cases, while the semi-circular geometry has been found to produce the best results.
URI
http://www.dbpia.co.kr/Journal/ArticleDetail/NODE06228303http://hdl.handle.net/20.500.11754/22373
ISSN
1225-1348; 2287-6871
DOI
10.5139/JKSAS.2015.43.2.109
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