미니카의 항력 캡 3D CAD 모델링과 CFD를 이용한 공력 성능 시험

• 영문명: Mini-Car drag hole cap 3D CAD modeling and aerodynamic performance test using CFD
• 발행기관: 호서대학교 공업기술연구소
• 저자명: 이상준(Sang-Jun Lee) 홍승표(Seung-Pyo Hong) 이주희(Juhee Lee)
• 간행물 정보: 『공업기술연구 논문집』제43권 제1호, 17~26쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 제어계측공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.06.30

국문 초록

실제 차량 개발에 사용되는 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 기술을 이용하여 미니카(mini-car)의 공력해석을 수행하였다. 일반적으로 미니카는 높은 출력의 모터와 배터리를 사용하므로 출력이 높아 형상에 따른 공력 성능의 변화가 잘 나타나지 않는다. 공력 성능 분석 및 비교를 위해 미니카에 항력을 높일 수 있는 컵 모양의 항력 컵(drag cup)을 추가하였다. 차량과 다르게 항력 컵은 유선형이 아니므로 차량에 비하여 많은 항력을 발생시키며 차량 주변의 공기 흐름을 바꾸어 공력 성능을 떨어뜨리는 역할을 한다. 항력을 극복하고 미나카의 성능을 높일 수 있는 형상(항력 캡, drag cap)을 추가하여 미니카와 항력 컵의 공력 변화를 수치적 실험을 통하여 관찰하였다. 3가지 항력 캡에 따른 공력의 변화를 고찰하고 이를 바탕으로 최적의 형상을 선정하였다. 항력컵 및 캡 형상을 Dassault Systemes사의 3차원 형상 모델링프로그램인 SOLIDWORKS를 이용하여 3차원 모델링하고, Siemens사의 CFD(Computational Fluid Dynamics) 프로그램인 STAR-CCM+를 사용하여 해석하였다. 전산유체역학을 통하여 얻은 결과와 실제 주행에서의 성능을 비교하기 위하여 항력 컵과 캡을 3d프린터로 출력하여 주행 시험하여 전산유체역학 결과와 비교하였으며 전산유체역학 모사와 실주행이 비슷한 경향을 보임을 확인하였다.

영문 초록

In this study, using the computational analysis technology used in actual vehicle development, an computational experiment was conducted according to the shape of the drag cup. Generally. the mini-car is equipped a powerful electrical motor and a battery compared to its size, so the performance (lab time) is not depending on the shape of the mini-car. For analysis and comparison of aerodynamic performance using computational fluid dynamics, a drag cup to increase drag extremely was added to the mini-car. The cap in front of a drag cup can change the air flow and reduce the drag. The shape of the drag cup and cap was modeled in 3d CAD using SOLIDWORKS, a CAD program of Dassault Systems, and each shape was analyzed using Siemens' Computational Fluid Dynamics (CFD) program STAR-CCM+. The effect of each shape on aerodynamic performance was investigated according to the drag cup and verified through the running a mini-car in the real track.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 본 론

Ⅲ. 실험 결과

Ⅳ. 결 론

참고문헌

키워드

Drag CFD Mini-car Aerodynamics Drag cup Design