NASA의 드론 공기역학 컴퓨터 시뮬레이션

드론/쿼드콥터 2017.01.18 22:17 Posted by 드론의 미래가 궁금한 푸른하늘이

NASA의 Ames 연구센터에서 DJI 팬텀3를 대상으로 멀리토터 주변에서 발생하는 공기의 흐름을 시뮬레이션한 결과를 발표했습니다.


아래 비디오가 그 결과입니다. 로터가 회전할 때 공기가 직접 부딪치는 부분에서는 압력이 높아지지만, 회전 궤적에는 음압이 만들어지는 모습이 흥미롭습니다. 그것도 날개 끝 부분만 동그랗게 만들어지는 게 아주 재미있네요. 



이 비디오와는 직접 관련은 없지만, 4개의 로터를 추가하여 X8 형태로 시뮬레이션 해보니 추력이 거의 2배가 되었다는 내용이 있습니다. X8 형태로 만들면 일반적으로 공기의 교란으로 인해 효율이 떨어진다고 생각했는데, 그런 영향은 거의 없다는 건데... 정말 흥미롭네요. 사실이라면(아마도 사실이겠죠) 구지 크기도 무게도 커지는 옥타형태로 만들 이유가 없겠네요.


마지막으로... 이걸 분석한 사람이 한국사람인 모양입니다. 아래 번역문을 읽어보세요.


민, 푸른하늘

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지난 수십년동안 NASA에서는 컴퓨터 모델링을 통해, 항공기의 설계를 시험하고, 차세대 비행체의 성능을 향상시키기 위한 목적으로 비행기 주변의 공기 흐름을 시뮬레이션 해왔다.


미국 캘리포니아의 실리콘 밸리에 위치한 NASA Ames 연구센터에서는 최근 이러한 기법을 이용하여, 대중적인 사례의 공기역학을 알아보기 위해 DJI의 팬텀 3 쿼드콥터에 적용하였다.


팬텀 3는 4개의 회전 로터를 이용하여, 자체 및 카메라 등의 추가 하중을 들어올리기 위한 추력을 생산한다. 시뮬레이션에 따르면, 비행중에 발생하는 기체의 로터와 X 자 모양의 프레임 사이에 발생하는 상호작용에 의해 공기의 복잡한 흐름이 발생한다.


추가적인 실험을 위해, 연구자들은 기체에 4개의 로터를 추가하여 쿼드콥터의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 형태는 추력을 거의 2배로 증가시켰다.


이러한 발견은 예를 들어 화물운송에 사용될 수 있는 자동, 대형 멀리로터터 기체의 설계에 새로운 통찰을 제공하였다.


이 연구는 미국 텍사스주 그레이프바인에서 열린 2017 미국 항공우주 과학기술포럼(American Institute of Aeronautics and Astronautics SciTech Forum) 에서 발표되었다. 발표자는 NASA Ames 연구센터 고급 슈퍼컴퓨팅 부에서 근무하는 윤석관씨이다.

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원문 : https://www.nasa.gov/image-feature/ames/exploring-drone-aerodynamics-with-computers

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