Slot이 적용된 sUAS 프로펠러의 블레이드 매수별 공력 및 소음 특성 변화 분석 연구

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확장요약문

최근 소형 무인항공기(sUAS)의 활용이 증가함에 따라 프로펠러에서 발생하는 소음의 문제성이 부각되고 있다. 저소음 프로펠러 설계에서는 요구되는 공력 성능과 소음 특성을 함께 고려해야 한다. 수동 유동제어 기법인 slot은 압력면의 유동을 흡입면으로 유도하여 블레이드 주변 유동 구조와 표면 압력 변동을 변화시키며, 이는 공력 및 소음 특성에 영향을 미칠 수 있다. 블레이드 매수에 따라 주변 유동 특성이 달라질 수 있으므로, slot의 적용 효과도 매수별로 검토할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 2엽 및 4엽 프로펠러를 대상으로 slot 유무에 따른 공력 및 소음 특성을 수치적으로 분석한다.

본 연구에서는 Gojon et al.[1]이 제시한 저 레이놀즈수 프로펠러의 공력 및 소음 실험 데이터를 수치해석의 기준 자료로 활용하였다. 각 매수의 slot 적용 및 미적용 형상을 동일 조건에서 해석하고, 추력과 토크, 소음의 주파수 스펙트럼 및 방사 지향성을 비교한다. 또한, 비정상 유동 구조와 표면 압력 변동을 분석하여 slot 적용에 따른 유동 변화와 소음 변화의 연관성을 검토한다.