공기역학적인 완전자율주행 모빌리티의 외장 디자인 탐구
Study of Aerodynamic Exterior Design of Autonomous Mobilities
이원열(홍익대학교); 노승일(홍익대학교 산업디자인)
25권 4호, 283~298쪽
초록
이 연구의 목적은 완전 자율주행 모빌리티가 상용화되었을 때 마주칠 것으로 예상되는 문제들 가운데 에너지 효율에 대한 문제를 완화할 수 있는 외관 디자인을 제시하고, 현재 중시되고 있는 공간 활용성과 공존 가능함을 보이는 것에 있다. 완전 자율주행 모빌리티의 외관을 제시하는 콘셉트카들 중 상당수가 박스 형태에 가까운 외관을 지니고 있기에 현 추세 그대로 양산된다면 공기역학적인 불이익을 갖게 될 것으로 보인다. 공기역학적 불이익은 에너지 효율의 저하로 이어진다. 전 세계적으로 전기 에너지 생산량의 60% 정도는 아직도 화석연료를 태워 생산하기에 박스에 가까운 형태의 완전 자율주행 모빌리티는 친환경적이지 못한 디자인이다. 때문에 본 논문은 공기역학적으로 이점을 가져갈 수 있는 외관 디자인 요건들을 선행연구를 통해 추려내고, 공기역학적 이점이 있는 디자인을 제시하였다. 공기역학적인 요건은 크게 두 가지로 째, 상하좌우전후 대칭적인 형태. 둘째, 럭비공과 같은 곡선적인 형태이다. 이와 같은 형태로 완전 자율주행 모빌리티를 디자인한 결과, 50km/h로 직선 주행 시 37.96%의 음의 양력 향상과 43.23%의 항력 감소를 보였고, 좌회전 및 우회전 상황을 상정하여 45의 바람을 맞았을 때 3.56%의 음의 양력의 손실을 일으켰으나 22.34%의 항력 감소와 38.63%의 측력 감소를 발생시켰다. 이를 통해 향후 일상생활에 실용적인 완전 자율주행 모빌리티 디자인에 공간 활용성의 침해 없이 공기역학적인 형태가 포함될 수 있다는 가능성을 제시하였다.
Abstract
This research aims to contribute to the energy efficiency of autonomous vehicles by suggesting aerodynamic body design without compromising interior space. Autonomous concept cars tend to have box-shaped exteriors, which will likely be aerodynamically inefficient. Less aerodynamic means less energy efficient and less eco-friendly due to the main source of electricity being fossil fuel (about 60% of electricity production). For that reason, in this research the goal is to seek aerodynamicallybeneficial conditions for autonomous vehicle exterior designs. The conditions are, firstly, symmetrical design in both front-back and top-bottom. Secondly, the round shape, which is close to a rugby ball. These conditions were applied to the final design. In the simulation, the finaldesign showed improvement in aerodynamics compared to the box-shaped body. For straight line driving at 50 km/h, it showed 37.96% negative lift and 43.23% drag improvement. In the right or left turn (45° wind from the front), it showed 3.56% loss of negative lift but showed 22.34% drag and 38.63% side force improvement. The result shows that practical autonomous vehicle design can embrace aerodynamic consideration without interior space loss.
- 발행기관:
- 한국기초조형학회
- 분류:
- 예술일반