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Hypersonic & Rarefied Flow Lab.

자동차 엔진룸 내부 유동 및 외부 유동 해석 Home > 연구주제 > 자동차 엔진룸 내부 유동 및 외부 유동 해석

녹 색성장이라는 새로운 패러다임의 탄생으로 선진국들은 자동차에서 발생하는 CO2 규제를 통해 기술장벽을 구축하고 있으며, 이에 따라 자동차 CO2 배출량에 대한 세계 각 국의 규제가 심화되고 있다. 실제로 미국은 지난해 연비 규제안을 제정, 2016년까지 평균 연비를 현재 10.5㎞/ℓ보다 대폭 상향된 15.1㎞/ℓ를 충족시키도록 하였고, 유럽에서는 2012년부터 신규승용차의 경우 평균 130g/㎞의 이산화탄소 배출한계치를 준수해야 하며, 2020년부터는 95g/㎞로 강화된다.

이 러한 기술장벽은 자동차 수출국인 우리나라에게 커다란 기술적 위협으로 다가오고 있다. 따라서, 세계 각국의 규제를 통과할 수 있는 성능을 보유한 자동차 설계가 필요한 실정이다. 이러한 추세에 맞추어 연비 고효율화의 필수적인 차량 항력 감소를 목표로 한연구가 진행 중이다. 차량에서 발생하는 항력은 차량 형상에 의해 발생하는 형상 항력(58%)과 엔진룸 내부에서 발생하는 냉각항력(12%)이 많은 부분을 차지한다. 따라서, CO2 배출량 저감과 연비 고효율화를 위해서는 이 부분에 개선이 필요하다.

 

본 연구실에서는 2009년부터 자동차 형상에 따른 내, 외부 공력 현상의 해석을 수행하고, 항력 발생에 주된 영향을 미치는 설계 변수를 선정하게 된다. 이 연구를 통해 차량 유동에 대한 전반적인 이해를 높이고, 공력 저항 저감을 위한 차량 설계 및 새로운 방안 제시에 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 본 연구를 통해 3차원 자동차 외부 및 엔진룸 내부 형상 모사를 통해 외부 유동 특성과 엔진룸 내부 온도 및 압력 해석을 수행하였다. 정확한 엔진룸 내부 유동 특성 분석을 위해 차량 외부 형상을 실제와 유사하게 구현하였고, 엔진룸 내부 유동에 영향을 미치는 엔진룸 주요 요소들에 대한 영향도 평가를 통해 엔진룸 내부를 모사하였다. 이 중에서도 특히 팬과 라디에이터는 실제와 동일한 효과를 주고, 바닥면 Moving Wall과 바퀴의 휠 로테이션 효과 적용을 통해 해석 결과의 정확도를 높이는데 기여하도록 하였다.

 

본 주행 저항 저감을 위한 방안으로 본 연구에서는 엔진룸 언더 커버를 통한 주행 저항 저감을 목표로 설정하였다. 현재 엔진룸 언더 커버를 통한 주행 저항 저감 효과를 확인하였고 언더 커버 적용으로 인한 엔진룸 내부 온도 및 압력 증가를 줄이기 위한 연구를 진행 중이다.

 

주행 저항 저감을 위한 또 다른 방안으로 능동형 에어플랩(Active Air Flap)을 통한 차량의 공력성능 개선이다.

 

AAF 전체 개방

 

AAF 전체 밀폐

 

AAF 상단 개방

 

AAF 하단 개방