• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권5호
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• pp.34-41
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• 2023

본 논문은 최근 각광받고 있는 소형 무인항공기에 결빙효과와 윙락 불확실성을 적용하고 여러 제어기법을 활용하여 자세 제어 시뮬레이션 수행하였으며 그 결과를 다룬다. 먼저 선정 기체인 BWB 형태의 소형 무인 항공기인 Skywalker X8 기체의 기본 형상과 결빙효과가 적용된 형상에 대하여 선형화를 수행하였다. 이후 MATLAB SimulinkⓇ를 활용하여 외란 관측기 기반 PID 제어, 모델 참조 적응 제어, 모델 예측 제어기법을 사용하여 기본 형상과 결빙효과가 적용된 형상에 대하여 roll 및 pitch 자세 제어 시뮬레이션을 수행한다. 또한, 기존 연구에서 진행되지 않았던 윙락 불확실성을 결빙이 적용된 형상에 동시 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 각 제어기법의 성능을 비교 분석하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.71-78
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• 2010

As a step toward accurate prediction of droplet impingement and ice accretion on aircraft, an Eulerian-based droplet impingement and ice accretion code for air flows around an airfoil containing water droplets is developed. A CFD solver based on the finite volume method was also developed to solve the clean airflow. The finite-volume-based approach for simulating droplet impingement on an airfoil was employed owing to its compatibility with the CFD solver and robustness. For ice accretion module, a simple model based on the control volume is combined with the droplet impingement module that provides the collection efficiency. To validate the present code, it is compared with NASA Glenn IRT (Icing Research Tunnel) experimental data and other well-known icing codes such as LEWICE and FENSAP-ICE. It is shown that the collection efficiency and shape of ice accretion are in good agreement with previous experimental and simulation results.

• 한국방재학회지
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• 제10권4호
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• pp.35-39
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• 2010

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권2호
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• pp.100-106
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• 2012

Ice accretion on the surface of aircraft in flight can adversely affect the safety of aircraft. In particular, it can cause degradation of critical aircraft performances such as maximum lift coefficient and total pressure recovery factor in engine air intake. In this study, computational prediction of ice accretion around a rotorcraft air intake is conducted in order to identify the impingement region with high droplet collection efficiency. Then the amount of ice accretion on the air intake, which is essential in determining the required power of ice protection system, is calculated. Finally, the effect of icing wind tunnel size is investigated in order to check the compatibility with the real in-flight test environment.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.747-757
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• 2010

날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권7호
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• pp.445-454
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• 2022

항공기가 빙점 이하의 습도가 높은 구름대를 지날 때 액적이 항공기와 충돌하면 날개, 동체 등 항공기 구성품에 결빙이 발생한다. 특히 항공기의 날개에 결빙이 증식되면 공력 성능의 저하와 비행 안정성의 감소 등의 치명적인 안전 문제를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 항공기 날개에 적용되는 고양력 장치인 다중 익형의 결빙 증식량이 최소가 되도록 형상 최적설계를 수행하였다. 3차원 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 지배 방정식을 이용하여 공력해석을 수행하였고, 다물리 전산해석을 통해 결빙의 형상 및 증식량을 예측하였다. 최적설계의 목적함수는 결빙 증식량 최소화로 설정하였고, 설계변수는 Slat과 Flap의 전개 각도와 위치를 정의하는 형상 변수 6개를 선정하였다. 설계 과정에서 목적함수의 평가는 크리깅 근사모델을 사용하여 대체하였고 유전자 알고리즘을 적용하여 최적 형상을 도출하였다. 최적화를 수행한 결과, Slat과 Flap에 최적의 전개 각도와 위치를 적용하였을 때 결빙 증식량이 약 8% 감소하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.465-468
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• 2011

Ice accretion on aircraft surface can greatly deteriorate the safety of aircraft. In particular, it can be a cause of impediment for aircraft performances such as aerodynamic characteristics, control, and engine. Numerical simulation of icing accretion based on the state-of-art CFD techniques can be alternative to expensive icing wind tunnel test or flight test. In this study, icing conditions are defined in order to predict the ice accretions around the air intake of aircraft. Then the range and amount of ice accretion on the intake in icing wind tunnel were investigated In addition, a study on the size effect of icing wind tunnel was conducted in order to check the compatibility with the real in-flight test environment.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제16권2호
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• pp.45-53
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• 2012

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.13-20
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• 2022

겨울철 도로에서 발생하는 안개 및 결빙구간 교통사고 사망률의 경우는 도로조건 및 기상조건이 매우 중요한 요소 이다. 본 논문에서는 교통사고 예측 데이터를 가정하고 교통사고 위험율을 에측 하는 모의실험을 수행하였다. 그뿐만 아니라, 본 논문에서는 교통사고를 줄이고 교통사고를 예방하기 위해서, 교통공단에서 제공하는 교통사고 사망자 데이터를 WEKA 데이터 마이닝 기법 및 TENSOR FLOW 공개 소스를 이용해서 요인 분석 및 교통사고 치사율 사망을 예측하였다. 추가적인 기능으로는 지도 표시 기능을 이용해서, 운전자가 WEB 기반에서, 안개 및 결빙구간 정보를 운전자에게 제공하는 모의실험 및 교통사고 사진을 실시간으로 전송하는 모의실험 결과를 설명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.23-33
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• 2020

본 연구에서는 표면 조도 분포가 항공기 결빙 수치 해석에 미치는 영향성에 대한 연구를 수행하였다. 기존의 항공기 결빙 해석 연구에서는 표면 조도의 크기에 초점이 맞춰져 있었으며, 표면조도의 효과 측면에서는 완전 난류 가정을 적용하여 난류 천이를 고려하지 못하고 있다. 또한 일부 연구에서, 표면 조도가 천이 과정에 미치는 영향이 선험적인 수식으로 나타났으나, 이러한 기법은 항공기 결빙 해석의 정확도를 낮추는 요인으로 여겨졌다. 따라서 본 연구에서는 표면 조도가 난류천이 및 열 경계층에 미치는 영향을 모두 고려할 수 있도록, 2-방정식 난류 모델을 기반으로 하는 난류 천이 모델을 적용하였다. 표면 조도의 효과를 고려할 수 있도록 표면 조도 증폭 파라미터를 수송 방정식 형태로 적용하였으며, 물리적인 특성을 고려하기 위해서 표면 조도 분포 모델을 적용하였다. 이를 검증하기 위하여 2차원 익형의 표면 조도, 대류 열전달 계수 및 결빙 형상을 획득하였으며, 실험 결과와 기존 기법들을 사용한 수치 해석 연구결과를 비교하였다. 그 결과, 앞전에서의 열전달 계수의 과도한 예측과 그에 따른 익형 아랫면에서의 얼음뿔 형상이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.