앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례 이번 호에서는 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)의 SMM(Sliding Mesh Model)을 적용한 CFD기법을 이용하여, 항공기의 프로펠러의 비정상 유동해석을 수행하는 Power-ON 효과를 해석한 사례를 소개하고자 한다. 또한 프로펠러 추력을 이용한 수렴성 평가방법 및 프로펠러 Power-ON 효과에 의한 항공기가 어떤 영향을 받는지 알아보도록 하겠다. 최재승 | 태성에스엔이 FBU F3팀의 수석매니저로, 항공/방산분야의 유동해석과 관련된 기술지원 및 교육, 프로젝트 업무를 담당하고 있다. 이메일 | jschoi@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr 항공기 프로펠러는 대표적인 항공기 추진 시스템 중에 하나로서, 왕복엔진이나 터보프롭 엔진에서 생성된 회전력을 공급받아 익형의 프로펠러 블레이드를 회전시켜 주변 유동장을 프로펠러 후방으로 가속시켜 추력을 생산하는 장치이다. 프로펠러가 항공기에 장착되면 불가피하게 발생하는 항공기 동체나 날개와 간섭효과로 인해서 프로펠러의 자체 추력 및 최대효율값이 영향을 받게 되고, 또한 반대로 항공기도 프로펠러에서 발생되는 전파되는 후류로 인해서 항공기 공력특성이 변화를 받게 된다. 프로펠러나 항공기의 자체 성능 및 공력특성을 시험이나 해석을 통해서 일반적으로 예측할 수 있듯이, 실제 프로펠러가 장착된 항공기의 특성을 예측하기 위한 해석을 프로펠러 Power-ON Effect 해석이라고 부른다. 2. 회전유동장의 수치해석 방안 회전유동장을 해석하기 위한 수치해석 방안은 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 정상상태(steady state)로 접근하는 MRF(Moving Reference Frame) 방식과 비정상상태(unsteady)로 접근하는 SMM(Sliding Mesh Model) 방식으로 구분할 수 있다. MRF 모델은 고정좌표계(Stationary Reference Frame)에 대해서 회전좌표계(Moving Reference Frame)를 정의하고, 회전좌표계로 정의된 유동장에 각속도 성분의 모멘트를 적용하여 유동장을 해석하는 방식이다   그림 1. MRF 모델 개념도

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