1.7 XV-15 로터
XV-15 틸트로터 항공기는 프로펠러 검증 작업에 널리 사용되는 테스트 모델입니다. 이 항공기의 로터 단독 형상을 사용하여 로터의 성능을 빠르게 예측하는 작업을 수행합니다. 동일한 형상을 사용하는 좀 더 자세한 해석에 대해서는 다음 튜토리얼을 참고해 주세요.
1.7.1 격자 업로드
회전 형상에 대한 계산을 수행하려면, 격자 영역을 2개로 분리해야 합니다. 내부 영역은 "회전 영역"이 되고, 외부 영역은 "고정 영역"이 됩니다. 이 두 개의 영역 사이에는 "Sliding Interface"가 필요하며, "Sliding Interface"는 회전체(예: 구, 원기둥 등)가 되어야 합니다.
본 예제의 학습 목적 상 사전에 생성된 격자를 사용합니다. 다음 다운로드 링크에서 CGNS 격자를 다운로드 한 뒤, 작업 폴더에 배치합니다. 이 격자 모델에서 로터는 10°의 블레이드 피치를 갖고 있으며, 비행 조건은 상승 입니다. XV-15 격자는 Flow360 Web UI 또는 Python API를 통해 업로드할 수 있습니다.
1.7.2 해석 설정
본 예제에서 사용되는 해석 설정 JSON 파일은 여기에서 다운로드할 수 있습니다.
해석 조건은 다음과 같습니다.
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Airspeed = 5 m/s
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Rotation rate = 600 RPM
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Speed of sound = 340.2 m/s
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Density = 1.225 kg/m3
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Alpha = -90°, 공기가 위에서 아래로 유동 (즉, 상승 비행 조건)
기타 주요 고려사항:
- 참조 마하 수(reference Mach number)는 블레이드의 팁 마하 수로 임의로 설정됩니다.
- 해석은 시간 단계 당 3°씩, 총 5회전 하므로, 총 600 시간 단계 동안 해석이 수행됩니다.
XV-15 로터 해석을 위한 해석 설정 파일은 아래와 같습니다. 해석 조건에 제시된 값은 무차원화하여 입력되어야 합니다. 다음 설정 가이드에 상세 내용을 확인하세요.
{
"freestream" :
{
"muRef" : 4.29279e-08,
"Mach" : 1.46972e-02,
"MachRef" : 0.70,
"Temperature" : 288.15,
"alphaAngle" : -90.0,
"betaAngle" : 0.0
},
"boundaries" : {
"farField/farField" : { "type" : "Freestream" },
"innerRotating/blade" : { "type" : "NoSlipWall" }
},
"volumeZones":{
"innerRotating":{
"referenceFrame":{
"axisOfRotation" : [0,0,-1],
"centerOfRotation" : [0,0,0],
"omega" : 1.84691e-01
}
}
},
"timeStepping" : {
"timeStepSize" : 2.83500e-01,
"physicalSteps" : 600,
"maxPseudoSteps" : 35,
"CFL" : {
"type":"adaptive"
}
}
}
1.7.3 해석 설정 파일 제출
Web UI 또는 Python API를 사용하여 위에서 업로드한 격자 모델과 이전에 다운로드한 해석 설정 파일을 참조하여 새로운 해석을 시작합니다. 이 해석은 5회전을 실행하는 데 약 3.5 ~ 4분이 소요됩니다.
Unsteady 해석이 잘 수렴되었다고 간주되려면, 각 시간 단계 내에서 잔차 값이 최소한 100배 이상 줄어드는 것을 확인해야 합니다.
시간 단계에 따른 CFx, CFy, CFz 값은 5 회전 이후 안정화 되었습니다.
