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본 연구에서는 멀티 레벨 격자가 적용된 가상경계 격자 볼츠만 법(IB-LBM)을 병렬 GPU 플랫폼상에서 이용하여 도심 항공 교통 비행체의 멀티로터 블레이드에 대한 공력소음 전산해석을 수행하였다. APC 11x8 Sport 드론 프로펠러에 대해 다양한 회전 속도 및 격자 수렴 테스트를 수행하여 블레이드 통과 주파수 및 하모닉스 주파수에서 추력 및 음압 레벨의 예측에 대한 정확성을 검증했다. 해당 검증은 실험 데이터와의 비교를 통해 합리적인 예측 정확도를 보였다. 또한 NASA X-57 Maxwell의 프로펠러를 다양한 수직 거리 차이를 두고 배치하여 프로펠러의 공력소음 특성을 발견하기 위해 계산을 수행하였다. 수직 거리 차이가 있는 트윈 프로펠러는 2차 하모닉스 주파수의 음압 레벨을 7~10dB 줄이는 것으로 나타났다.

In this study, aeroacoustic computational analyses were performed for multi-rotor blades of urban air vehicles using the immersed boundary - lattice Boltzmann method (IB-LBM) on a parallel GPU platform with multi-level grids. Tests of various rotational rates and grid-convergence with different grid resolutions for an APC 11x8 Sport drone propeller were conducted to verify the accuracy of the present method for predicting thrust and sound pressure level at blade passing frequency and its harmonics. IB-LBM validation showed reasonably accurate estimation through comparison with experimental data. Computation for NASA X-57 Maxwell propellers were also conducted with arrangement settings at various vertical distances to discover the aeroacoustic properties of propellers. Twin propellers with vertical offset were found to reduce the sound pressure level at second harmonic frequency by 7~10dB.
#Aeroacoustics(공력소음) #Immersed Boundary-Lattice Boltzmann Method(가상경계 격자 볼츠만 법) #Urban Air Mobility(도심 항공 교통) #Distributed Electric Propulsion(분산 전기 추진) #GPGPU(GPU 상의 범용 계산)

목차

ABSTRACT
초록
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 본론
Ⅲ. 결론
References

참고문헌 (22)

참고문헌 신청
Romani, G., Grande, E., Avallone, F., Ragni, D. and Casalino, D., “Computational study of flow incidence effects on the aeroacoustics of low bladetip Mach number propellers,” Aerospace Science and Technology. Vol. 120, No. I, 2022, p. 107275. google schola Casalino, D., Romani, G, Zhang, R. and Chen, H., “Lattice-Boltzmann Calculations of Rotor Aeroacoustics in Transitional Boundary Layer Regime," Aerospace Science and Technology, Vol. 130, No. 11, 2022, p. 107953. google schola Peskin, C., “The immersed boundary method," Acta Numerica, Vol. 11, No. 1, 2002, pp. 479-517. google schola Gourdain, N., Jardin, T, Serre, R., Prothin, S. and Moschetta, J., “Application of a lattice Boltzmann method to some challenges related to micro-air vehicles, ” International Journal of Micro Air Vehicles, Vol. 10, No. 1, 2018, pp. 285-299. google schola Serre, R., Gourdain, N., Jardin, T., Jacob, M. and Moschetta, J., “Towards silent Micro-Air Vehicles: optimization of a low Reynolds number rotor in hover, ” International Journal of Aeroacoustics, Vol. 18, No. 8, 2019, pp. 690-710. google schola

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