Optimal Design of S-shaped Air Intake for Minimizing Flow Distortion via Response Surface Methodology

S형의 굴곡진 공기 흡입구는 터보 팬 엔진의 팬 블레이드로 유입되는 공기 유동을 왜곡하게 되어 엔진 성능 저하의 주요 원인으로 작용하게 된다. 항공기의 주요 비행 영역에서 유동 왜곡이 가장 작은 최적의 공기 흡입구 형상을 찾기 위하여 본 논문에서는 중심합성법을 이용한 실험계획법 설계를 통해 유동 왜곡에 영향을 주는 주요 설계변수를 확인하고 반응표면분석을 이용하여 최적의 흡입구 형상을 도출하였다. 공기 흡입구 형상에 따른 유동 해석은 RANS 기반의 전산유체역학(CFD)으로 수행하였으며, 유동 왜곡 특성은 엔진 입구면(AIP)에서의 압력회복률(PR)과 60° 간격의 유동왜곡 지수(DC60)를 분석하였다. 최종적으로 도출된 최적 형상에 대한 해석 결과와 반응표면분석 결과가 신뢰구간 범위 내에서 일치함을 확인하였다.