지면효과가 있는 3차원 날개의 익단와류 거동해석

Abstract

본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 NACA 0015의 단면을 가지는 사각날개에 대한 유동해석을 수행하였고, 지면효과가 있는 경우와 없는 경우에 대한 공력특성을 파악하였다. 받음각이 낮고, 캠버가 없는 대칭익형은 지면과의 벤츄리 효과로 인하여 고도가 낮아 짐에 따라 오히려 양력이 감소하여 지면효과익선의 날개로는 적합하지 않음을 알 수 있었다. 받음각이 큰 경우에서는 벤츄리효과가 감소하고 공기가 날개 아래에 정체됨에 따라 양력이 증가하는 현상을 나타내었다. 또한, 받음각 및 고도 변화에 따른 익단와류의 거동을 파악하였다. 날개의 받음각이 작고 지면에 가까이 위치 할수록 벤츄리 효과로 인하여 날개 끝에서 생성된 익단와가 날개 안쪽방향으로 이동하는 경향을 보이고, 수직한 방향으로는 아래로 내려오는 것을 알 수 있었다. 받음각이 상승함에 따라 벤츄리 효과의 영향이 사라지고 날개 아래에 높은 압력으로 인하여 익단와가 날개바깥방향으로 이동하고 수직한 방향으로 올라가는 것을 관찰 할 수 있었다. 지면효과가 지배적일 때 와 벤츄리 효과가 지배적일 때 익단와류에 미치는 영향이 크게 다르게 나타나는데 이러한 효과에 의해 익단와류의 거동이 변하는 원인을 관찰 하였다.