KR102043963B1 - 가상 풍동의 운전 방법 - Google Patents

가상 풍동의 운전 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102043963B1
KR102043963B1 KR1020130046249A KR20130046249A KR102043963B1 KR 102043963 B1 KR102043963 B1 KR 102043963B1 KR 1020130046249 A KR1020130046249 A KR 1020130046249A KR 20130046249 A KR20130046249 A KR 20130046249A KR 102043963 B1 KR102043963 B1 KR 102043963B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind tunnel
nozzle
test vehicle
vehicle
test
Prior art date
Application number
KR1020130046249A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140127647A (ko
Inventor
이승배
안철
박영만
이창수
Original Assignee
(주)수도프리미엄엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)수도프리미엄엔지니어링 filed Critical (주)수도프리미엄엔지니어링
Priority to KR1020130046249A priority Critical patent/KR102043963B1/ko
Publication of KR20140127647A publication Critical patent/KR20140127647A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102043963B1 publication Critical patent/KR102043963B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/08—Aerodynamic models
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

가상 풍동의 운전 방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 가상 풍동의 운전 방법은 시험 차량에 대한 3D 제원을 입력하는 단계; 풍동 운전 시험 조건을 입력하는 단계; 풍동 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계; 상기 노즐 바닥면의 경계층내 라인 흡입유량을 제어하는 단계; CFD 유동해석에 의한 차량 전방 압력계수를 계산하는 단계; 상기 계산값과 상기 노즐로부터의 상기 시험 차량에 대한 공기 속도 및 공기 온도의 CFD 균일도와의 오차를 목표값과 비교하는 단계: 및 상기 오차가 목표값보다 크면, 상기 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계 이후를 반복 실행하여 최적 균일도 및 차량 전방 압력계수분포를 얻는 단계를 포함한다.

Description

가상 풍동의 운전 방법{Operation Method of Virtual Wind Tunnel}
본 발명은 가상 풍동의 운전방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실차 개발 풍동시험 절차의 단순화, 실차 개발기간의 단축 및 전기료의 절감을 통한 배출탄소저감을 할 수 있는 가상 풍동의 운전 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 풍동(wind tunnel, 風洞)은 공기가 흐르는 현상이나 공기의 흐름이 물체에 미치는 힘 또는 흐름 속에 있는 물체의 운동 등을 조사하는 풍동시험을 위해 인공적으로 공기가 흐르도록 만든 장치이다.
통상적인 풍동에서는 기류를 순환시켜 연속적인 흐름을 만드는데, 기류를 어떻게 순환시키는가에 따라 폐회로식과 개방로식으로 분류하여, 괴팅겐형, 에펠형, NPL형 등으로 나누고, 용도 또는 성격으로부터 실물풍동, 고압풍동, 고속풍동, 수직풍동, 자유비행풍동, 연기풍동 등으로 분류하며, 또 측정부의 측정방법에 따라 폐쇄식과 개방식으로 나누어진다.
또한 풍동이 여러 분야에 걸쳐 광범위하게 이용됨에 따라 풍동의 종류도 다양해져서, 온도조절풍동, 압력조절풍동, 결빙시험풍동(IWT), 저온풍동, 음향시험풍동, 추진시험풍동 등 특수한 환경에서 시험을 위한 다양한 풍동이 출현하였다.
풍동시험은 실물을 사용하여 직접 측정하는 것에 비하여, 소형의 모형을 사용할 경우, 모형을 계통적으로 변화시켜 측정결과를 해석할 수 있으므로 비용이 적게 들고, 쉽고 안전하게 실험할 수 있는 장점이 있지만, 모형과 실물 사이의 크기의 차, 속도의 차 등 여러 측정량의 차리가 측정결과에 큰 영향을 미치므로, 실험결과가 실물에 의한 시험결과와 다르기 때문에 풍동 내의 압력을 높이거나 밀도가 큰 기체를 사용하거나 실물을 넣을 만큼 큰 풍동을 건설한다.
특히 자동차의 고속화, 하이브리드화와 함께 연비의 향상이 자동차모델 개발시 매우 중요한 변수가 되고 있음에 따라, 실제 필드에서 요구되어 지는 다양한 기후환경조건을 반복적으로 재현 모사할 수 있어, 결과적으로 신차 개발 시, 필요한 각종 시험을 효율적으로 수행할 수 있고, 이에 따른 신속한 결과의 반영을 통해 개발기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있으므로, 세계 주요 자동차 회사들도 자동차 실험전용의 대형 풍동을 매우 중요한 설비로서 보유하고 있다.
한편, 대기로부터 새로운 공기를 공급받아 시험부로 불어주는 개방로식 풍동과 달리, 폐회로식 공력풍동은 차량 주위의 공기역학적 압력 분포가 중요하므로, 회로 내부의 공기가 순환하므로 불가피한 온도상승이 있고, 이러한 온도 상승의 정도를 제어하고자 더워진 공기를 대기와 교환하는 공기교환구 또는 간단한 열교환기를 사용하지만, 강우, 강설, 혹한, 혹서, 다습한 기후 등 특수한 환경에서의 자동차 주행상태를 시험하려면, 환경조절형 풍동이 필요하며, 이에 따라 자동차용 환경풍동에서 온도와 습도 변수에 대한 요구 조건이 매우 높게 되어, 온도 및 습도의 조절은 환경조절의 기본이 된다.
또한 환경풍동은 일반 공력풍동에서 관심이 있는 차량주위의 공력분포보다는 차량 앞부분에 위치한 그릴을 포함한 공조기 부품의 고온 및 저온 성능에 관심을 둔다.
따라서 공력풍동에서는 시험부내 차량의 투영면적비가 중요한 반면, 환경풍동은 차량 A-필러 이전까지의 유동분포 및 차량 엔진룸 아래 개방된 부분에서의 유로특성이 매우 중요하다. 이에 환경풍동은 노즐면적 대비 차량의 투영면적비가 매우 크며, 노즐면적은 3~7m2이 가장 많이 사용된다.
또한 고온챔버는 일반적으로 10oC~ 60oC의 작동온도범위를 가지며, 그리고 저온챔버는 -50oC ~ 60oC의 작동범위를 가진다. 이에 따라, 고온챔버의 경우가 저온챔버보다 최고속도가 높아 작은 면적의 노즐을 사용하는 경우가 많다.
발명의 배경이 되는 선행기술문헌으로서 환경 풍동(Climatic Wind Tunnel)에 대한 다수의 특허 문헌들이 검색된다.
특허문헌 1에는 시험 대상물의 주위를 흐르는 기류를 시험 대상물의 횡단면적과 같은 정도의 면적을 가지도록 형성한 주기류와, 보조 노즐을 통해 주기류와 같거나 빠른 속도의 보조 기류를 주기류에 접하도록 형성함으로써 실제의 움직임 상태에 가까운 상태로 흐르도록 하여 소형으로, 운전경비를 절감할 수 있고, 특허문헌 2에는 적은 기류 단면적으로 실험할 수 있고, 특히 특허문헌 3에는 노즐풍속이 변함에 따라 홴 구동 및 냉동에 필요한 동력은 동일한 노즐면적의 경우, 노즐풍속의 3승에 비례하게 된다. 즉, 운전소비동력은 노즐면적에 비례하고 노즐속도의 삼승에 비례하게 된다.
그런데 상술한 특허문헌들을 포함하는 종래의 환경풍동은 노즐 속도, 온도 및 습도의 균일도를 각각 확보하기 위해, 가능한 노즐 대비 차량 투영면적이 낮도록 큰 노즐면적을 확보하여 차량 전방의 압력분포가 자유공간 내 주행 시의 분포와 최대한 일치하도록 노력하여 왔으나, 이 경우, 각각 150kph, 120kph 기준으로 고온 및 저온의 경우, 각각 3.75m2와 5m2의 노즐면적이 최소한 필요하며, 더구나 250kph를 확보하기 위해서는 7m2의 노즐면적을 필요로 하므로, 대체적으로 노즐면적에 비례하게 되는 환경풍동의 제작 비용이 막대하게 되는 문제점이 있다.
또한 일반적으로 200kph에서 2MW 이상의 전력을 사용하는 환경풍동에서의 전기료 및 배출탄소량의 감소도 고려해야 할 필요성도 점증하고 있다.
삭제
삭제
삭제
한국특허공고 제 10-1995-00133300호(1995.11.2 공고) 일본특허공고 특공평6-58284호(평성6년(1994) 8.3 공고) 미국특허공보 US 제5,495,754호(특허 1996.03.05)
본 발명은 이상과 같은 배경을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 차량개발을 위한 옥외 시험에서 옥내 차량 환경시험으로의 전환에 덧붙여 가상시험이 병합된 가상 튜닝된 테스트 베드 구축을 통해 실차 개발 풍동시험 절차의 단순화 및 가상모니터링의 보완을 통해 개발기간의 단축 및 전기료의 절감을 통한 배출탄소저감을 할 수 있는 가상 풍동의 운전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르는 가상 풍동의 운전방법은 시험 차량에 대한 3D 제원을 입력하는 단계; 풍동 운전 시험 조건을 입력하는 단계; 풍동 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계; 상기 노즐 바닥면의 경계층내 라인 흡입유량을 제어하는 단계; CFD 유동해석에 의한 차량 전방 압력계수를 계산하는 단계; 상기 계산값과 상기 노즐로부터의 상기 시험 차량에 대한 공기 속도 및 공기 온도의 CFD 균일도와의 오차를 목표값과 비교하는 단계: 및 상기 오차가 목표값보다 크면, 상기 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계 이후를 반복 실행하여 최적 균일도 및 차량 전방 압력계수 분포를 얻는 단계를 포함한다.
상기 노즐 스플리터 베인은 상기 노즐의 수축부내에 설치되며, 두께가 얇은 평판 혹은 앞부분이 유선형 형태의 에어포일 판으로 이루어질 수 있다.
상기 노즐 스플리터 베인의 각도는 유압 또는 전기 모터로 실행하며, 길이 및 설치 간격은 불균일하게 제작될 수 있다.
상기 시험 차량의 내부 부품이 변경되면, 상기 시험 차량의 3D 제원을 입력하기 이전에, 상기 변경에 따른 건구온도, 상대습도 및 풍속에 대한 운전 시험 조건의 변경 개수(P)와 상기 변경된 부품의 전체 개수(Np)를 정하고, P와 Np를 비교하는 단계; 상기 P가 Np보다 작으면, 상기 변경된 시험 차량의 3D 제원과 변경된 운전 시험 조건의 개수에 해당하는 운전 시험 조건을 입력하는 단계; CFD 유동해석에 의한 상기 시험 차량 전방 외부 압력계수를 계산하는 단계; 경계조건의 외부 압력계수를 입력조건으로 구하는 단계; 상기 구한 입력조건으로 상기 시험 차량의 엔진룸 및 실내에 대한 CFD 유동해석을 실행하여, 상기 시험 차량의 내부 부품의 성능에 대한 데이터베이스를 확보하는 단계; 상기 시험 차량의 변경된 내부 부품에 대한 성능을 측정하는 단계; 상기 측정값과 상기 데이터베이스의 값을 비교하는 단계; 및 상기 측정값이 허용값 범위를 벗어나면, 상기 시험 차량 외부 압력계수의 경계조건을 조절하여 상기 입력조건을 구하는 단계 이후를 반복하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 허용값 범위는 다음 식인 것을 특징으로 한다.
Figure 112013036686300-pat00001
여기서,
Figure 112013036686300-pat00002
은 허용값이고,
Figure 112013036686300-pat00003
은 측정값이고,
Figure 112013036686300-pat00004
는 데이터베이스 값을 나타낸다.
상기 측정값이 허용값내에 있으면, 변경된 부품의 전체 개수(Np)를 하나씩 늘려서 정하고, P와 Np를 비교하는 단계 이후를 반복하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 P가 Np보다 크면, 상기 운전 시험 조건 개수의 단순화 및 데이터베이스를 활용하여 보간을 실행하는 단계를 거쳐 종료할 수 있다.
한편, 상기 시험차량 외부 압력계수의 경계조건을 조절한 경우, 상기 조절한 경계조건으로 상기 입력조건 구하는 단계 이후를 반복하기 전에, 반복 회수(q)가 최대반복회수(Nq)를 초과하는 지를 판단하되, 상기 반복 회수(q)가 상기 최대반복회수(Nq)를 초과하는 경우, 송풍기 회전수 제어를 통하여 노즐 출구의 풍속을 교정하는 오토 캘리브레이션(Auto-Calibration)을 행하여 상기 변경된 시험 차량의 3D 제원과 운전 변수를 입력하는 단계 이후를 실행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동 해석 결과를 바탕으로 노즐 내의 스플리터 베인의 각도와 노즐 바닥면의 경계층 내 흡입량의 제어를 유동 해석에 의한 균일도 계산 결과의 피드백 제어를 통해 시험 차량에 대한 공기 속도 및 온도의 균일도를 확보할 수 있으므로, 실차 개발 풍동시험 절차 시 노즐벽면에서 성장한 경계층과 후류에 놓인 차량의 폐색(Blockage) 영향이 최소화되며, 가상환경 유동해석에 의해 최적 균일도 및 최적 차량 전방 압력계수 분포가 이루어짐에 따라, 실제 풍동시험의 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있어 환경풍동의 운전에 필요한 에너지의 소비를 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 풍동의 운전 방법에 의해 차량 입사 공기 속도 및 공기 온도의 균일도를 제어하는 플로우 챠트이고,
도 2는 노즐 수축부 내에 설치된 스플리터 베인들과 라인 흡입 장치를 나타내는 개략도이고,
도 3은 도 2의 스플리터 베인들에 의한 차량 전방 압력계수 분포를 나타내는 예시도이고,
도 4는 시험 차량의 내부 부품이 변경된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 풍동의 운전 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 풍동의 운전 방법에 의해 차량 입사 공기 속도 및 공기 온도의 균일도를 제어하는 플로우 챠트이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 풍동의 운전 방법은 시험 차량에 대한 3D 제원을 환경풍동의 데이터베이스에 입력하는 단계(S10)와, 풍동 운전 시험 조건을 상기 데이터베이스에 입력하는 단계(S20)와, 풍동 노즐 스플리터의 각도를 제어하는 단계(S30), 상기 노즐 바닥면의 경계층내 라인 흡입유량을 제어하는 단계(S40)와, CFD 유동해석에 의한 차량 전방 압력계수를 계산하는 단계(S50)와, 상기 계산값과 상기 노즐로부터의 상기 시험 차량에 대한 공기 속도 및 공기 온도의 CFD 균일도와의 오차를 목표값과 비교하는 단계(S60); 및 상기 비교 결과, 상기 오차가 목표값보다 크면, 상기 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계 이후(S300~S60)를 반복 실행하여 최적 균일도 및 차량 전방 압력계수 분포를 얻는 단계(S70)를 포함한다.
이와 달리, CFD 균일도 오차가 목표값내에 있으면, 정상 운전을 실행한다(S80).
본 실시예에 있어서, 가상 풍동으로 시험 차량의 가상 실험(Testing)과 가상 운전(Operation)을 구현하기 위해, 시험 차량 3D 제원의 입력 단계(S10)와 풍동 운전 시험 조건의 입력 단계(S20)에서의 환경풍동 데이터베이스는 실내 환경온도 -40~60oC의 저온 챔버, 30~95RH%의 습도, 0~300kph의 속도 운전 범위로 설정된 디지털 시뮬레이션(Simulation)을 통해 구축할 수 있다.
풍동 운전 시험 조건은 홴 회전수에 따른 풍속(Vo), 공기 온도(Td), 습도(%RH) 등이 있다.
구축된 풍동 데이터베이스를 통한 환경 풍동의 시험 차량 평가 시, 시험 차량 범퍼의 하단 유입속도의 균일도를 확보하는 것이 가장 중요하며, 이를 위해서는 노즐 벽면에서 성장한 경계층과 후류에 놓인 차량의 폐쇄(Blockage) 영향을 최소화해야 한다.
따라서, 본 발명의 가상 풍동의 운전 방법에서는, 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics; CFD)의 유동해석 결과를 바탕으로 노즐 가운데에 설치된 스플리터 베인의 각도와 노즐 바닥면의 경계층 내 흡입량을 제어(S30 및 S40)한 후, CFD 유동해석에 의한 균일도 오차가 목표값에 달할 때까지 피드백 제어를 통해 시험차량에 대한 공기 속도 및 공기 온도의 최적 균일도 및 최적 시험차량 전방 압력계수 분포를 확보할 수 있다.
CFD의 유동 분석은 FDM(Finite Defference Method, 유한 차분법), FEM(Finite Element Methode, 유한 요소법), FVM(Finite Volume Method, 유한 체적법)을 이용할 수 있으며, 일반적인 분석 방법과 같이, 모델링-MESH GENERATION-BOUNDARY CONDITION- ANALYSIS를 통해 분석을 실행하므로, 그 상세한 내용은 설명의 편의상 기술을 생략한다.
도 2는 노즐 수축부 내에 설치된 스플리터 베인들과 라인 흡입 장치를 나타내고 있고, 도 3은 도 2의 스플리터 베인들의 각도 조절에 의한 차량 전방 압력계수 분포를 나타내고 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 노즐(20) 선단의 수축부(22)내에는 복수의 스플리터 베인(splitter vane)(30)들이 수직으로 설치될 수 있고, 라인(Line) 흡입장치부(40)에는 시험 차량(10)이 위치될 수 있다.
스플리터 베인(30)의 각각의 형상은 두께가 얇은 평판 혹은 앞부분이 유선형 형태의 에어포일 판으로, 제어부(60)에 의해 작동이 제어되는 유압 혹은 전기모터(50)를 구동하여 스플리터 베인(30)의 각도를 조절하며, 바람직하게는 0.1도의 미세각도조절로 조절할 수 있다.
또한 구체적으로 도시하여 설명하지는 않았지만, 스플리터 베인(30)의 길이와 설치 간격은 노즐(20) 상면에 면적축소가 가능토록 한 슬라이딩 판(도시하지 않음)이 설치된 경우를 포함하여, 불균일하게 제작될 수 있으며, 이 경우에도 공기 속도를 제어할 수 있음은 물론이다.
도 4는 시험 차량의 내부 부품이 변경된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 풍동의 운전 방법의 플로우 챠트를 나타내고 있다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 시험 차량(10)의 내부 부품이 변경되면, 본 발명의 가상 풍동의 운전 방법은 시험 차량(10)의 3D 제원을 입력하기 이전에, 즉 (S10) 이전에 상기 변경에 따른 건구온도, 상대습도 및 풍속에 대한 풍동 운전 시험 조건의 개수(P)와 상기 변경된 부품의 전체 개수(Np)를 정하고, P와 Np를 비교하는 단계(S100)를 실행한다.
이어서, 비교 결과, P가 Np보다 작으면, 상기 변경된 시험 차량의 3D 제원과 변경된 부품의 개수(p)에 따른 홴 회전수에 따른 풍속(Vo), 공기 온도(Td), 습도(%RH)의 풍동 운전 시험 조건을 입력하는 단계(S200)를 실행한다.
다음으로, CFD 유동해석에 의한 상기 차량 전방 외부 압력계수를 계산하는 단계(S300); 경계조건의 외부 압력계수를 입력조건으로 구하는 단계(S400); 상기 구한 입력조건으로 상기 시험 차량의 엔진룸 및 실내에 대한 CFD 유동해석을 실행하여, 상기 시험 차량의 내부 부품의 성능에 대한 실내 CFD 데이터베이스를 확보하는 단계(S500); 상기 시험 차량의 변경된 내부 부품에 대한 성능을 측정하는 단계(S600); 및 상기 측정값과 상기 데이터베이스의 값을 비교하는 단계(S700)를 실행한다.
비교 결과, 측정값이 허용값 범위를 벗어나면, 상기 시험차량 외부 압력계수의 경계조건을 조절하여 상기 입력조건을 구하는 단계 이후를 반복하여 실행한다(S800).
허용값 범위는 다음 식과 같다.
Figure 112013036686300-pat00005
여기서,
Figure 112013036686300-pat00006
은 허용값이고,
Figure 112013036686300-pat00007
은 측정값이고,
Figure 112013036686300-pat00008
는 데이터베이스 값을 나타낸다.
한편, 측정값이 허용값내에 있으면, 변경된 부품의 전체 개수(Np개)를 하나씩 늘려서 정하고, P와 Np를 비교하는 단계 이후를 반복하는 단계(S900)를 실행한다.
또한 P가 Np보다 크면, 상기 운전 시험 조건 개수의 단순화 및 데이터베이스의 활용을 통해 보간(Interpolation)을 실행하는 단계(S1000)를 거쳐 종료할 수 있다.
한편, 단계(S800) 즉, 상기 시험차량 외부 압력계수의 경계조건을 조절한 경우, 상기 조절한 경계조건으로 상기 입력조건 구하는 단계 이후의 단계(S400~S700)를 반복하기 전에, 반복 회수(q)가 최대반복회수(Nq)를 초과하는 지를 판단할 수 있다.(S820).
판단 결과, 반복 회수(q)가 최대반복회수(Nq)를 초과하는 경우, 송풍기 회전수 제어를 통하여 노즐 출구의 풍속을 교정할 수 있다. 즉 풍동의 운전 센서들의 드리프트(Drift)로 판단하여 풍동의 송풍기 회전수를 제어하여 노즐 출구의 속도평균값 Vp을 다시 오토 캘리브레이션(Auto-Calibration)(S840)을 행한 후, 변경된 시험 차량의 3D 제원과 운전 변수를 입력하는 단계(S200) 이후를 실행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 가상환경 유동해석에 의해 최적 균일도 및 최적 차량전방 압력계수 분포가 이루어짐에 따라, 실제 풍동시험의 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있어, 실차 개발 풍동시험 절차의 단순화, 실차 개발기간의 단축 및 전기료의 절감을 통한 배출탄소를 저감할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 가상풍동의 운전 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 시험 차량 20 : 노즐
22 : 수축부 30 : 스플리터 베인
40 : 라인 흡입장치부 50 : 전기모터
60 : 제어부

Claims (8)

  1. 시험 차량에 대한 3D 제원을 입력하는 단계;
    풍동 운전 시험 조건을 입력하는 단계;
    풍동 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계;
    상기 노즐 바닥면의 경계층내 라인 흡입유량을 제어하는 단계;
    CFD 유동해석에 의한 차량 전방 압력계수를 계산하는 단계;
    CFD 유동해석에 의한 차량 전방 압력계수를 계산하는 상기 단계에서 계산된 계산값과 상기 노즐로부터의 상기 시험 차량에 대한 공기 속도 및 공기 온도의 CFD 균일도와의 오차를 목표값과 비교하는 단계: 및
    상기 계산값과 상기 CFD 균일도와의 오차가 목표값보다 크면, 상기 노즐 스플리터 베인의 각도를 제어하는 단계 이후를 반복 실행하여 최적 균일도 및 차량 전방 압력계수분포를 얻는 단계를 포함하고,
    상기 시험 차량의 내부 부품이 변경되면, 시험 차량에 대한 3D 제원을 입력하는 상기 단계 이전에, 상기 변경에 따른 건구온도, 상대습도 및 풍속에 대한 조건수(P)와 상기 변경된 부품의 전체 개수(Np)를 정하고, P와 Np를 비교하는 단계;
    상기 P가 Np보다 작으면, 상기 변경된 시험 차량의 3D 제원과 운전 변수를 입력하는 단계;
    CFD 유동해석에 의한 상기 시험 차량 전방 외부 압력계수를 계산하는 단계;
    경계조건의 외부 압력계수를 입력조건으로 구하는 단계;
    상기 구한 입력조건으로 상기 시험 차량의 엔진룸 및 실내에 대한 CFD 유동해석을 실행하여, 상기 시험 차량의 내부 부품의 성능에 대한 데이터베이스를 확보하는 단계;
    상기 시험 차량의 변경된 내부 부품에 대한 성능을 측정하는 단계;
    상기 시험 차량의 변경된 내부 부품에 대한 성능을 측정하는 상기 단계에서 측정된 측정값과 상기 데이터베이스의 값을 비교하는 단계; 및
    상기 측정값이 허용값 범위를 벗어나면, 상기 시험차량 외부 압력계수의 경계조건을 조절하여 상기 입력조건을 구하는 단계 이후를 반복하는 단계를 실행하는,
    가상 풍동의 운전 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 스플리터 베인은 상기 노즐의 수축부내에 설치되며, 두께가 얇은 평판 혹은 앞부분이 유선형 형태의 에어포일 판으로 이루어지는
    가상 풍동의 운전 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 스플리터 베인의 각도는 유압 또는 전기 모터로 실행하며, 길이 및 설치 간격은 불균일하게 제작되는
    가상 풍동의 운전 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 허용값 범위는 다음 식인 것을 특징으로 하고,
    Figure 112019075174615-pat00009

    여기서,
    Figure 112019075174615-pat00010
    은 허용값이고,
    Figure 112019075174615-pat00011
    은 측정값이고,
    Figure 112019075174615-pat00012
    는 데이터베이스 값을 나타내는
    가상 풍동의 운전 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정값이 허용값내에 있으면, 변경된 부품의 전체 개수(Np)를 하나씩 늘려서 정하고, P와 Np를 비교하는 단계 이후를 반복하는 단계;를 더 포함하는
    가상 풍동의 운전 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 P가 Np보다 크면, 상기 운전 시험 조건 개수의 단순화 및 데이터베이스 활용 보간을 실행하는 단계를 거쳐 종료하는
    가상 풍동의 운전 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 시험차량 외부 압력계수의 경계조건을 조절한 경우, 상기 조절한 경계조건으로 상기 입력조건 구하는 단계 이후를 반복하기 전에, 반복 회수(q)가 최대반복회수(Nq)를 초과하는 지를 판단하되, 상기 반복 회수(q)가 상기 최대반복회수(Nq)를 초과하는 경우, 송풍기 회전수 제어를 통하여 노즐 출구의 풍속을 교정하는 오토 캘리브레이션(Auto-Calibration)을 행하여 상기 변경된 시험 차량의 3D 제원과 운전 변수를 입력하는 단계 이후를 실행하는
    가상 풍동의 운전 방법.
KR1020130046249A 2013-04-25 2013-04-25 가상 풍동의 운전 방법 KR102043963B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130046249A KR102043963B1 (ko) 2013-04-25 2013-04-25 가상 풍동의 운전 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130046249A KR102043963B1 (ko) 2013-04-25 2013-04-25 가상 풍동의 운전 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140127647A KR20140127647A (ko) 2014-11-04
KR102043963B1 true KR102043963B1 (ko) 2019-11-12

Family

ID=52451839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130046249A KR102043963B1 (ko) 2013-04-25 2013-04-25 가상 풍동의 운전 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102043963B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111220347A (zh) * 2020-03-03 2020-06-02 四川腾盾科技有限公司 一种飞行器气动协调修正方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105115692B (zh) * 2015-08-12 2017-06-09 中国航天空气动力技术研究院 一种cfd数值模拟与风洞试验相结合的气动预测方法
CN106596038B (zh) * 2016-12-30 2019-03-29 北京大学 超声速和高超声速静音风洞喷管抽吸流量的计算方法
WO2018199356A1 (ko) * 2017-04-26 2018-11-01 쎄딕 주식회사 웹기반 가상풍동을 이용한 유동장 자동해석 방법 및 시스템
CN108414185B (zh) * 2018-02-08 2020-01-31 上海机电工程研究所 对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法
CN109632244B (zh) * 2019-02-01 2024-02-06 国电环境保护研究院有限公司 一种带旁路的直流吹式阵风风洞
CN111207904A (zh) * 2020-01-02 2020-05-29 北京航天测控技术有限公司 基于vr的风洞试验方法、装置、设备及计算机可读介质
CN114383803B (zh) * 2022-03-22 2022-06-14 西南交通大学 一种拟动态车辆-桥梁气动特性风洞试验装置
CN116105963B (zh) * 2023-04-12 2023-06-27 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088521A (en) * 1998-05-04 2000-07-11 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for providing a virtual wind tunnel
KR100441719B1 (ko) * 1995-09-08 2004-07-23 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 가변안내장치를 구비한 유체기계
JP2008224290A (ja) 2007-03-09 2008-09-25 Japan Science & Technology Agency 車両走行仮想試験システム及び方法並びにプログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2584173B2 (ja) 1992-08-05 1997-02-19 株式会社神戸製鋼所 油冷式圧縮機の運転方法
KR960010884B1 (ko) 1993-10-23 1996-08-10 재단법인 한국전자통신연구소 이동통신 교환기에 있어서 이동기 식별번호에 의한 가입자 관리 방법
US5495754A (en) 1994-01-04 1996-03-05 Sverdrup Technology, Inc. Environmental wind tunnel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441719B1 (ko) * 1995-09-08 2004-07-23 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 가변안내장치를 구비한 유체기계
US6088521A (en) * 1998-05-04 2000-07-11 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for providing a virtual wind tunnel
JP2008224290A (ja) 2007-03-09 2008-09-25 Japan Science & Technology Agency 車両走行仮想試験システム及び方法並びにプログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111220347A (zh) * 2020-03-03 2020-06-02 四川腾盾科技有限公司 一种飞行器气动协调修正方法
CN111220347B (zh) * 2020-03-03 2021-06-22 四川腾盾科技有限公司 一种飞行器气动协调修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140127647A (ko) 2014-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102043963B1 (ko) 가상 풍동의 운전 방법
US11620415B2 (en) And manufacture of generalized flow profile-producing devices
CN114608784B (zh) 一种获取射流风洞超声速射流动态运行压力匹配点的方法
CN101408476B (zh) 空气湍流运动模拟微型装置
CN114018532B (zh) 一种高超声速风洞连续变总压的试验方法
JP2003214114A (ja) クリアランス制御方法および装置
Ehrmann et al. Realistic leading-edge roughness effects on airfoil performance
CN110647052B (zh) 一种变循环发动机模式切换自适应身份证模型构建方法
CN104655360A (zh) 内燃机的缸内压力推定装置
KR102216860B1 (ko) Egr 밸브 제어 장치 및 제어 방법
JP5244556B2 (ja) 風洞内における変動風量を予測する方法及び装置
CN117725700A (zh) 基于数字孪生技术的分轴燃气轮机管理系统、方法及设备
CN110736526A (zh) 一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置及方法
Sláma et al. Experimental and numerical study of controlled flutter testing in a linear turbine blade cascade
CN111177884B (zh) 基于温度场相似的辐照-高温-强风耦合分部实验方法
Mehravaran et al. Optimizing the Geometry of Fan-Shroud Assembly Using CFD
Han et al. Experimental and numerical investigation of the flow field in the radial inlet of a centrifugal compressor
RU2738296C1 (ru) Способ определения газодинамических параметров потока двигателя
Ceccherini et al. Adiabatic and overall effectiveness measurements of an effusion cooling array for turbine endwall application
Wang et al. A large-eddy simulation approach for wind turbine wakes and its verification with wind tunnel measurements
Barthmes et al. 2D Investigation of the Flow Through a Symmetric Variable Inlet Guide Vane, Part 2: Numerical Analysis
Zhou et al. Calculation of Cooling Fan Blade Deformation and Aerodynamic Performance Based on Fluid-Structure Model
Hunt et al. Downstream blockage corrections of automotive cooling fan module performance
Boehm Performance optimization of a subsonic Diffuser-Collector subsystem using interchangeable geometries
CN214471592U (zh) 一种主动进气格栅密封性能测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant