Computational Aerodynamic Analysis of Airfoils for WIG(Wing-In-Ground-Effect) -Craft

지면효과의 여러 현상을 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하고 공기역학적인 관점에서 그 결과를 분석하였다. 2차원 지면효과에 대해서는 이미지 와류에 의한 약형 표면의 압력변화, 두께의 영향, 지면효과의 비점성 유동 현상 등을 확인하였으며, 3차원 지면효과로 익단와류 강도의 증가현상과 유효스팬 증가, 익단와류의 바깥 흐름현상 등을 확인하였다. 또한, 재래식 익형인 NACA 6409와 러시아의 WIG기 전용익형인 DHMTU 8-30에 대해서 Irodov의 조건식을 사용하여 새로 정안정성을 해석하였다. 해석결과, DHMTU 8-30 익형의 세로 정안정성이 NACA 6409 익형보다 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 그러므로 DHMTU 8-30을 WIG기에 사용할 경우 NACA 6409에 비해 꼬리날개 부피비를 현저히 줄일 수 있음을 확인하였다. Several notes on ground effects drawn from Navier-Stokes analyses and their aerodynamic interpretations were addressed here; For two-dimensional ground effect, the change of surface pressure due to image vortex, the venturi effect due to thickness and the primary inviscid flow phenomena of ground effect, and for three-dimensional ground effect, strengthened wing tip vortices, increased effective span and the outward drift of trailing vortices. Irodov's criteria were evaluated to investigate the static longitudinal stability of conventional NACA 6409 and DHMTU 8-30 airfoils. The analysis results demonstrated superior static longitudinal stability of DHMTU 8-30 airfoil. The DHMTU airfoil has quite lower value of lrodov's criterion than the conventional NACA airfoil, which require much smaller tail volume to stabilize the whole WIG-craft at its design stage.