애널리स्व프트 VABS, 서울대 복합재 로터 블레이드 첨단 설계 지원

복합재 시뮬레이션 소프트웨어 제공업체 애널리स्व프트(AnalySwift, LLC, 미국 유타주 웨스트 조던)는 5월 12일 서울대학교가 자사의 애널리स्व프트 VABS 소프트웨어를 활용해 서울대 플랩(SNUF) 블레이드를 포함한 복합재 헬리콥터 로터 블레이드 설계 및 분석 작업을 수행한다고 발표했습니다. 2019년 서울대는 애널리स्व프트의 아카데믹 파트너 프로그램에 가입했는데, 이는 참여 대학에 VABS와 스위프트컴프(SwiftComp) 엔지니어링 소프트웨어 무상 라이선스를 제공해 학생, 연구원, 교수진이 연구에 도구를 사용할 수 있게 합니다.

VABS는 슬렌더 복합재 구조물의 빔 물성 계산과 3D 응력 및 변형률 복원을 위한 범용 단면 분석 도구입니다. 복합재 헬리콥터 및 풍력 터빈 로터 블레이드, 프로펠러, 랜딩 기어, 고종횡비 날개, 골프 클럽 샤프트 등 다른 슬렌더 구조물도 모델링합니다. VABS는 정확도 손실 없이 컴퓨팅 시간을 수십 배 단축해 엔지니어가 더 많은 설계 옵션을 고려하고 최적 솔루션에 빠르게 도달할 수 있게 합니다. 이는 연구자들이 프로젝트 완료를 가속화하면서 비용을 절감할 수 있게 합니다.

"서울대 능동 공탄성 및 로터크래프트 연구실(AARL)에서 계산 구조 역학(CSD)과 계산 유체 역학(CFD) 결합 분석을 수행해 해석/실험 상관관계 검증을 통해 공탄성 문제를 해결하고 있습니다."라고 항공우주공학과 신상준(Dr. SangJoon Shin) 교수는 말합니다. "예를 들어, 로터크래프트 공탄성 해석, CSD/CFD 결합 해석, 능동 후행 플랩 같은 능동 로터 블레이드의 다학제 설계 최적화가 연구되고 있습니다. 또한 무인기용 고정익 플러터 해석, 고속 차량·발사체·생체 모방 날개짓 마이크로 항공기(FWMAV)용 유연 구조 구조 해석도 연구 중입니다."

AARL의 프로젝트 중 하나는 능동 진동 제어를 위한 마하 스케일 SNUF 블레이드 실험적 평가입니다. 연구 그룹은 VABS를 다른 도구들과 함께 구조 분석 및 설계 검증에 사용하며, 2D 단면 분석 물성 계산도 포함합니다. VABS는 구조 안전 마진 계산에도 사용되는 도구 중 하나입니다. 연구자들은 소프트웨어의 단면 분석이 더 시간이 많이 걸리고 컴퓨터 집약적인 3D 해석 방법과 비교했을 때 정확하다는 것을 발견했습니다.

"VABS는 복합재 로터 블레이드의 다학제 설계를 매우 짧은 시간에 가능하게 합니다."라고 신 교수는 말합니다. "유리섬유와 탄소섬유 패브릭에 에폭시를 사용한 능동 후행 플랩 블레이드를 설계했습니다. 설계 프로그램에 활용된 VABS 분석 도구는 제작된 블레이드의 질량과 강성 물성을 5% 이내 오차로 예측했습니다."