코로나 방전 모델링 및 추진 관계 통합 분석
전기유체역학(EHD) 추진 시스템은 무정비, 친환경, 저소음, 고효율 기술로서 주목받고 있습니다. 본 연구는 와이어-NACA 00xx 에어포일 전극 구성에서 코로나 방전 특성을 분석하기 위한 해석적 프레임워크를 개발하고, 이를 모듈형 추진 시스템의 구성 요소로 활용하고자 합니다. 개발된 해석 방법은 실험 결과와의 호환성을 목표로 단계별 접근 방식을 따릅니다. 특히 코로나 방전에 대한 정확한 근사치를 생성하는 것이 중요하며, 이는 실험 데이터와 엄격하게 검증되었습니다. 제안된 해석 결과와 실험 데이터를 비교한 결과, 20mm 전극 간격에서 평균 절대 백분율 오차(MAPE) 4.13%를 보여 작은 거리에서의 코로나 방전 예측 정확도가 매우 높음을 확인했습니다. 이 프레임워크는 EHD 힘, 항력, 추력, 전력 소비 및 효율성에 대한 기존의 해석적 관계를 통합하여 완전한 공학적 분석 도구를 제공합니다. 효율성(추력 대 전력), 추력, 전력 소비, 전위 및 코로나 방전과 같은 다양한 매개변수들이 전극 간격과의 관계 속에서 조사되었습니다. 코로나 방전 구성 요소는 실험적으로 검증되었으며, 나머지 추진량은 기존 물리적 관계에서 도출되어 예비 공학적 지침 및 매개변수 연구에 활용될 수 있습니다. 연구 결과는 크게 두 가지로 요약됩니다. 첫째, 이온풍 추진은 대규모 공기역학 시스템에는 비실용적이며 (예: 상업용 제트 엔진의 330kN 추력을 달성하려면 약 5억 개의 모듈 필요), 매우 작은 시스템의 독립 추진 및 중소형 시스템의 보조 추진으로 활용될 수 있습니다. 둘째, 이온풍 추진은 특정 조건에서 높은 효율을 보입니다.