A three-dimensional inviscid flow solver has been developed based on unstructured meshes for the simulation of steady and unsteady flow-fields around a generic fighter aircraft and for the investigation of the aerodynamic interference between the external stores and the tail surfaces. The flow solver is based on a vertex-centered finite-volume method and an implicit point Gauss-Seidel relaxation scheme. To validate the flow solver, calculations were made for steady flows and the computed results were compared with experimental data. A time-accurate computation for the generic fighter aircraft with external stores was conducted in transonic flight conditions for the investigation of the aerodynamic interference between the external stores and the tail surfaces. Local mesh refinement was made to more accurately capture the unsteady flow physics in the store wake region, and a reasonable number of cells was selected through the grid test. As a result of the calculations, unsteady loading on the horizontal tail surface was observed due to the interference between the wake from external stores and the horizontal tail surface. To reduce such unsteady oscillatory loads, movement of external stores and deflection of leading and trailing edge flaps were considered as alternatives. It was shown that movement of external stores and downward deflection of the trailing edge flap significantly reduce the undesirable interference effect.
본 연구에서는 삼차원 비정렬 비점성 유동 해석 코드를 이용하여 전투기 형상의 외부 장착물이 꼬리 날개에 미치는 공력 간섭효과에 대한 연구를 수행하였다. 수치적 기법으로는 격자점 중심(vertex-centered)에 기초한 유한체적법과 Roe의 flux-difference splitting을 이용한 플럭스의 계산, 시간 적분을 위한 이차 정확도를 가지는 Euler backward difference 방법과 내재적인 point Gauss-Seidel 반복 계산법을 사용하였다. 해석 코드의 검증을 위해 외부 장착물을 포함하지 않는 전투기 형상에 대해 정상 유동 해석을 수행하였으며, 결과를 실험 데이터와 비교하였다. 외부 장착물의 후류(wake)를 정확히 포착하기 위해 예상되는 후류 영역에 대해 국부적인 격자 조밀화를 수행하였으며, 천음속 영역에서의 비정상 유동 해석을 통해 외부 장착물에서 발생하는 후류가 수평꼬리날개에 미치는 공력 간섭효과를 확인하였다. 공력 간섭효과를 감소시키기 위한 대안으로는 외부 장착물의 위치 이동과 앞전(leading edge) 및 뒷전(trailing edge) 플랩 꺽임각(flap deflection)을 고려하였으며 이에 대한 정량적인 감소효과를 제시하였다.
