중첩격자기법 기반의 불연속 매개변수기법을 사용한 공력최적 설계 = Aerodynamic shape optimization using discrete adjoint formulation based on overset mesh technique

Abstract

Overset mesh를 사용하여 Wing/body와 같은 복잡한 형상을 최적화 하는 새로운 디자인 기법을 개발하였다. Overset mesh 유동해석과 민감도 해석을 위한 다양한 pre-, post processor 기법들을 개발 또는 적용하여 GBOM(Gradient Based Optimization Method)을 기반으로 한 최적화 문제를 수행하였다. Overset mesh의 유동해석 및 민감도 해석의 수렴성을 증가시키기 위한 pre-processor로 overlap Optimization 방법을 사용하였고, 새로운 post processor로 cell 면적비를 고려한 Spline Boundary Intersection Grid(S-BIG) 기법을 개발하여 병렬 계산 환경하의 민감도 해석의 편리함과 더욱 정교한 공력계수를 계산이 가능하도록 하였다. 민감도 해석을 위해서, overset 경계조건의 매개변수 식들이 유도하여 기존의 민감도 해석 코드에 추가하였다. 중첩된 표면격자의 부드러운 변형과 격자 미분값들의 계산은 Hicks-Henne 함수를 이용한 planform 좌표들 표면 격자에 mapping을 통해 수행하였다. 천음속 wing과 wing/body에 overset 격자기법을 적용한 항력을 최소화 하는 설계를 수행하여 제시한 설계 기법들이 공력 형상 설계에 효과적으로 적용됨을 확인하였다.