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2차원 익렬 익형의 최적역설계
Optimum Inverse Design of 2-D Cascade Airfoil

조장근   (부산대학교 기계공학과UU0000613  ); 박원규   (부산대학교 기계공학과UU0000613  );
  • 초록

    2차원 익렬 익형의 표면에 목적하는 압력계수 분포를 설정하고 그 압력계수의 분포에 해당하는 형상을 설계하기 위해 임의의 초기형상으로부터 목적 형상에 근접해가도록 최적화 기법을 도입하여 역설계를 수행하였다. 목적함수인 표면압력계수를 구하기 위해 비직교 일반좌표계상의 2차원 비압축성 나비어-스톡스 방정식을 사용하였으며 목적함수의 감소를 위해서는 최속강하법과 공액 경사도 방법을 사용하였다. 해의 탐색방향을 위해 1차 정확도의 유한 차분화를 행하였고, 해의 탐색거리를 위해 황금분할법을 사용하였다. 본 연구의 결과, 목적한 형상으로의 수렴성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.


    The present paper describes the optimum inverse design of 2-D linear cascade airfoil. The pressure coefficient of an airfoil surface is taken as the objective function, and non-orthogonal incompressible Navier-Stokes equation is applied to calculate the pressure coefficient. Both of steepest descent and conjugate gradient method have been used to make the objective function go to zero. The 1st order finite differential method is applied to the searching direction and the golden section method is used to compute the searching distance. As a result of the present work, a good convergence to the target airfoil has been obtained.


  • 주제어

    나비어-스톡스 방정식 .   역설계 .   익렬 .   최속강하법 .   공액경사도 방법 .   황금분할탐색.  

  • 참고문헌 (22)

    1. Burgreen,G. W. and Baysal, O.,"Aerodynamic Shape Optimization Using Preconditioned Conjugate Gradient Methods," AIAA Journal, Vol. 32, No. 11, (1994), pp. 2154-2152 
    2. Cauchy, A., "Method Generale Pour La Resolution des Systemes d'Equations Simultanees," Compt. Rent. Aca. Sci., Vol. 25, (1847), pp.536-538 
    3. Lee, K. D. and Eyi, S., "Transonic Airfoil Design By Constrained Optimization," AIAA Paper 91-3287-CP, (1991) 
    4. Paul E. Griffin and Spyros A. Kinnas, "A Design Method for High-Speed Propulsor Blades", Transactions of the ASME, Vol. 120, pp556-562, 1998 
    5. Garabedian, P. and Mcfadden, G., "Design of Supercritical Swept Wings," AERO Report 80-3, (1980) 
    6. Jong-Seop, Kim and Warn-Gyu, Park. "Optimized Inverse Design Method For Pump Impeller," Journal of Mechnical Research Communication, Vol.27, No.4, pp.465-473, 2000 
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    11. Baysal,O. and Eleshaky, M, E., "Aerodynamic Sensitivity Analysis Methods for the Compressible Euler Equations, "Journal of Fluids Engineering, Vol. 113, (1991), pp. 681-688 
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    13. Shigenori Mishima and Spyros A. Kinnas, "A Numerical Optimization Technique to the Design of Cavitating Propellers in Nonuniform Flow", Journal of Ship Research, Vol. 41, No. 2, pp.93-107, 1997 
    14. 조장근, 안재성, 박원규, “병렬 연산을 이용한 축류 블레이드의 역설계”, 유체기계 연구개발 발표회 논문집, (1999), pp200-207 
    15. 문일성, 김영기, 이창섭, “포텐셜을 기저로 한 패널법에 의한 프로펠러의 비정상유동해석”, 대한조선학회논문집, Vol. 33, No. 1, (1996), pp.9-18 
    16. Shigenori Mishima and Spyros A. Kinnas, "A Numerical Optimization Technique Applied to the Design of Two-Dimension Cavitating Hydrofoil Sections", Journal of Ship Research, Vol. 40, No. 1, pp.28-38, 1996 
    17. Malone, J. B., Vadyak, J. and Sankar. L. N., "A Technique for the Inverse Aerodynamic Design of Nacelles and Wing Configurations," AIAA Paper 85-4096, (1985) 
    18. Santos, L. C. and Sankar, L. N. , " A Hybrid Optimization Method for the Aerodynamic Design of Lifting Surfaces," AIAA Paper 94-1895-CP, (1994) 
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    20. Park, W. G. and Sankar, L. N., "A Technique for the Prediction of Unsteady Incompressible Viscous Flows," AIAA Paper 93-3006, 1993 
    21. Park, W. G., Jung, Y.R., and Ha, S. D., "Numerical Viscous Flow Analysis around a High Speed Train with Crosswind Effects," AIAA Journal, Vol.36, No.3, pp.477-479, 1998 
    22. 정철민, 조장근, 박원규,“Modified Garabedian-MacFadden 방법을 이용한 프로펠러의 역설계기법”, 대한조선학회, 1999 춘계학술대회 논문집, 1999 

 저자의 다른 논문

  • 조장근 (4)

    1. 1999 "수분사 펌프의 유동 및 성능 해석" 유체기계저널 = Journal of fluid machinery 2 (2): 64~73    
    2. 1999 "Modified Garabedian-McFadden 방법을 이용한 프로펠러 날개 단면의 역설계 기법" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 36 (4): 28~36    
    3. 2002 "정익과 동익의 상호작용을 고려한 익렬의 공력 형상 최적 설계" 유체기계저널 = Journal of fluid machinery 5 (3): 40~45    
    4. 2003 "병렬연산을 이용한 익형의 최적 설계" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 31 (1): 1~7    
  • 박원규 (51)

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