In the present study, a numerical study of helicopter rotor blades was conducted by using a flow solver based on an unstructured mixed mesh. In the present mixed mesh methodology, prismatic/tetrahedral meshes were adopted in the near-body flow domain to tread complex geometries easily, while in the off-body region unstructured Cartesian mesh was used. An overset mesh technique was applied to exchange flow variables between different mesh regions. A seventh-order accurate WENO scheme was adopted in the unstructured Cartesian meshes to capture high resolution of flow characteristics with less numerical dissipation. For predicting a laminar-turbulent transition, a $\gamma-Re_{\Theta t}-CF^+$ transition model was adopted in the present unstructured mixed mesh flow solver. Simulations were conducted for three helicopter rotor blades such as S-76, Caradonna-Tung, and PSP. The present flow solver based on an unstructured mixed mesh well resolved a high resolution of wake structures and the $\gamma-Re_{\Theta t}-CF^+$ transition model well predicted a laminar-turbulent transition onset phenomenon in a blade boundary layer.
본 연구에서는 비정렬 혼합 격자계 기반의 유동 해석자를 이용하여 헬리콥터 블레이드에 대해 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구에 사용된 비정렬 혼합 격자계은 복잡한 형상에 대해 격자 생성을 용이한 프리즘, 사면체 격자를 사용하여 물체 주변 영역에 대해 해석을 수행하였고, 물체 이외의 격자의 경우 비정렬 직교 격자를 사용하여 해석을 수행하였다. 서로 다른 두 격자계 간의 유동 해석을 위해 중첩 격자 기법을 사용하였다. 수치적 소산을 줄이고 높은 해상도의 유동 특성을 포착하기 위해 7차 정확도의 WENO 기법을 비정렬 직교 격자계에 적용하였다. 층류 난류 천이 유동을 해석하기 위해, $\gamma-Re_{\Theta t}-CF^+$ 모델을 비정렬 혼합 격자계 유동 해석자에 적용하여 해석을 수행하였다. 3가지 헬리콥터 블레이드 형상 S-76, Caradonna-tung, PSP에 대해 수치 연구를 수행하였다. 본 연구에 사용된 비정렬 혼합 격자계 유동 해석자를 이용하여 높은 해상도의 와류 구조를 포착하였으며, $\gamma-Re_{\Theta t}-CF^+$ 천이 모델을 통해 블레이드 경계층에서 발생하는 층류 난류 천이 현상 또한 정확하게 포착하였다.
