함정갑판 공기유동의 CFD 모델링 DB를 이용한 함재기 안전임무수행범주 평가

Abstract

항공모함에 이·착함을 시도하는 함재기의 안전한 임무수행을 위해서는 함정갑판 공기유동과 관련된 안전임무수행범주 평가가 중요하 다. 풍향, 풍속, 그리고 선속에 따른 상대속도를 비교하는 함정갑판 상대풍속 범주(RWE, Relative Wind Envelope)는 함재기의 이·착함 여부를 판단할 수 있는 기본적인 정보를 제공하지만, 갑판 위에 형성되는 복잡한 유동 정보를 고려하지 못해 실제 임무에 해당 정보만 활용하는 데에 한계가 있다. 이를 극복하기 위해, 갑판 위의 공기유동(Air-wake) 정보를 추출할 수 있는 전산유체역학(CFD) 해석이 안 전임무수행범주의 평가에 활용되고 있다. 본 연구에서는 CFD를 활용하여 갑판 위의 난류유동 및 온도장을 분석하고 이착륙 경로의 공 기유동 정보를 데이터베이스화하여 안전임무범주를 평가하였다(Fig. 1과 Fig. 2). CFD 모델링 데이터를 반영한 결과, 상대풍속만 고려 할 때와 비교하여 함재기의 이·착함 임무 제한에 차이가 발생할 수 있음을 확인하였으며(Fig. 3) 원인 분석을 위해 갑판 위의 유동 특성 과 레이놀즈 수의 영향성을 함께 검토하였다.