• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1281-1292
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• 2001

Experiments were done for the comparison of performance and flow characteristics between a two -stage axial flow fan and a counter-rotating axial flow fan. Each stage of the two -stage axial flow fan used fur the present study has an eight bladed rotor and thirteen slater blades. The front and the rear rotor of the counter - rotating axial flow fan have eight blades each and are driven by coaxial counter ro latins shafts through a gearbox located between the rear rotor and the electric motor. Both of the two axial fan configurations have identical rotor blades and the same operating condition fur the one -to-one comparison of the two. Performance curves of the two configurations were obtained and compared by varying the blade pitch angles and axial gaps between the blade rows. The fan characteristic curves were obtained following the Korean Standard Testing Methods for Turbo Fans and Blowers (KS B 6311). The fa n flow characteristics were measured using a five-hole probe by a non-nulling method. The velocity profiles between the hub and tip of the fans were measured and analyzed at the particular operating condition s of peak efficiency, minimum and maximum pressure coefficients. The peak efficiency of the counter-rotating axial fan was improved about 2% respectively, compared with the two stage axial fan. At the minimum pressure coefficient point of the two stage axial fan, the fan inlet flow patterns show that axial velocity highly decreased in the vicinity of the blade tip region. Also, the reverse flow took place at the blade tip.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.695-702
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• 2012

본 연구에서는 개념설계 단계에서의 해석 결과의 정확도를 높이기 위한 다정밀도 해석과 모든 분야의 요구도를 만족하기 위한 다분야통합 설계 최적화 기법을 적용하였다. 무인항공기의 해석을 위하여 경험식 기반의 저정밀도 해석도구들이 초기 사이징, 공력, 추진, 임무, 중량, 성능, 안정성 도구들로 모듈화되어 개발 및 검증되었다. 개발된 해석도구를 이용하여 설계통합 프로그램을 구성하고, 설계의 정확도를 증가시키기 위하여 다정밀도 해석에 와류 격자법을 이용하였다. 다분야통합 설계 최적화를 위하여 MDF 기법이 적용되었다. 또한 최적화 도구로는 구배기반 최적화 기법을 적용하였다. 제시한 방법의 타당성을 밝히기 위하여, 저정밀도 해석만을 적용한 방법과 다정밀도 해석을 적용한 두 가지 방법의 최적화 결과를 비교하여 본 연구에서 제안된 다정밀도 해석이 개념설계 단계에서 적용 가능함을 보였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.7-16
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• 2007

An axial-type fan which operates at the relative total pressure of 671Pa and static pressure of 560Pa with the flow rate of $416.6m^3/min$ is developed with an optimization technique based on the gradient method. Prior to the optimization of fan blade, a three-dimensional axial-type fan blade is designed based on the free-vortex method along the radial direction. Twelve design variables are applied to the optimization of the rotor blade, and one design variable is selected for optimizing a stator which is located behind of the rotor and is used to support a fan driving motor. The total and static pressure are applied to the restriction condition with the operating flowrate on the design point, and the efficiency is chosen as the response variable to be maximized. Through these procedures, an initial axial-fan blade designed by the free vortex method is modified to increase the efficiency with the satisfaction of the operating condition. The optimized fan is tested to compare the aerodynamic performance with an imported same class fan. The test result shows that the optimized fan operates with the satisfaction of restriction conditions, but the imported fan cannot. From the experimental and numerical test, they show that this optimization method improves the fan efficiency and operating pressures of a fan designed by the classical fan design method.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.42-51
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• 2010

Many different types of fan have been applying to various industrial fields. Fan design methods are much different depending on the types of fan, operating conditions, and connecting parts at the inlet or exit of the fan etc. In this study, design methods for an axial-type suction fan are studied. This fan discharges the air in the relative static pressure of -285Pa to the atmosphere with the flow rate of $960m^3/min$. For three-dimensional blade design, three different design methods were applied, such as the free vortex method, the exponential method, and the cascade method. In the cascade method, the blade loading along the radial direction was obtained from the lift coefficient which was necessary to obtain the pressure rise on a fan rotor. This method is different from the free vortex and the exponential method which control the strength of the vortex. The fan performance prediction was conducted using the CFD with three different inlet ducts. The best fan performance was obtained when the fan was designed by using the cascade method. The designed fan using the exponential method showed better performance compared to a fan designed using the free vortex method. However, the fan performance was changed depending on the installed inlet ducts. So, an efficient fan can be designed with the adjustment of design variables on the basis of the flow structures within the fan as well as the fan design procedure.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.59-60
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• 2018

진동수주형 파력발전장치는 수주, 터빈, 발전기 그리고 전력변환 장치 등이 연계된 복잡한 물리적인 특성을 나타낸다. 본 연구는 1/4 스케일의 모형시험을 통해 진동수주와 터빈의 물리적인 관계의 도출에 중점을 두고 있다. 진동수주실과 연성된 터빈의 공력특성은 오리피스를 활용하여 모사하였다. 진동수주실 성능평가에 핵심요소인 터빈효과는 오리피스를 통과하는 유속과 압력강하로 대표할 수 있다. 진동수주형 파력발전장치의 터빈효과는 모형시험에서 계측된 유속과 압력강하로부터 비선형적인 관계를 갖는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.1-9
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• 1998

풍력에너지는 자연의 에너지를 이용하므로써 환경문제와 경제적 측면에서 다른 대체 에너지보다 훨씬 유리하여 세계 여러 나라에서 각광을 받고 있다. 경제적인 이유로 풍력발전을 위한 회전날개가 대형화 되고 있으며, 경량화를 위해 복합재 구조등의 첨단 항공기술이 적용되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 500㎾급 중형 풍력 발전시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력 성능을 갖는 경량화 복합재 회전날개의 개선 설계를 수행하였다. 회전날개의 경량화를 위해 기 설계된 쉘-스파 구조물을 쉘-스파-샌드위치 구조물로 설계를 수정하였고, 배선형 해석을 통해서 경량화에 따른 대변형 문제를 검토하였으며, 파괴응력보다 낮은 상태에서 발생되는 국부좌굴에 의한 구조물의 안전성을 검토하였다. 또한, 허브의 금속재 삽입부분의 전단핀에 의한 핀 홀 주위의 응력해석을 수행하여 충분히 안전함을 확인하였고, 수정 설계된 구조물이 운용구간내에서 공진이 발생하지 않음을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제38권2호
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• pp.15-31
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• 2018

A program to design a small capacity wind turbine blade is proposed in this study. The program is based on a matlab GUI environment and designed to perform blade design based on the blade element momentum theory. The program is different from other simulation tools available in a point that it can analyze the side-furling power regulation mechanism and also has an algorithm to find out optimal torque schedule above the rated wind speed region. The side-furling power regulation is used for small-capacity horizontal axis wind turbines because they cannot use active pitch control due to high cost which is commonly used for large-capacity wind turbine. Also, the torque schedule above the rated wind speed region should be different from that of the large capacity wind turbines because active pitching is not used. The program developed in this study was validated with the results with FAST which is the only program that can analyze the performance of side-furled wind turbines. For the validation a commercial 10 kW wind turbine data which is available in the literature was used. From the validation, it was found that the performance prediction from the proposed simple program is close to those from FAST. It was also found that the optimal torque scheduling from the proposed program was found to increase the turbine power substantially. Further experimental validation will be performed as a future work.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.688-693
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• 2016

본 논문에서는 현재 고고도 이탈 및 저고도 개산강하(HALO, High Altitude Low Opening)용으로 사용하고 있는 군용 낙하산의 훈련 시뮬레이터 개발을 위해 필요한 낙하산 모델링 및 시뮬레이션 결과를 정리하였다. 대상인 군용 낙하산은 파라포일(Parafoil) 형태의 사각 낙하산으로 원형 낙하산과는 달리 강하자가 조종을 통해 원하는 위치로 유도할 수 있는 기동성이 뛰어나 공수부대원들의 적진 침투시에 주로 이용된다. 실재 낙하산의 형상자료를 이용하여 파라포일과 낙하물의 질점 모델을 기반으로 9-자유도 비선형 운동방정식을 유도하고, 각각의 관성모멘트와 공력 미계수를 산출하여 MATLAB/Simulink 기반의 비선형 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 나타내었다. 특히 낙하산과 같은 공기부양(LTA, Lighter-Than-Air) 비행체는 일반적인 항공기 비선형 운동과 달리 부가질량(Added Mass) 및 부가 관성모멘트(Added Moment of Inertia)의 효과가 크기 때문에 이에 대한 경험수식을 바탕으로 동역학 모델링에 포함하여 고려하였다. 수행된 낙하산 운동 모델링의 검증을 위해 비대칭 조종입력을 통한 나선형 강하 비행조건을 시뮬레이션하여 대상 군용 낙하산에서 제시된 실재 성능값과 시뮬레이션 결과치를 비교하여 유도된 운동모델이 타당함을 검증하고 그 결과를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.27-35
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• 2019

스텔스 기술은 레이더 및 적외선 시커와 같은 탐지기로부터의 탐지를 피하는 기술이다. 특히 IR 미사일은 항공기 자체의 열을 감지하기 때문에 적외선 신호에 의한 탐지는 더욱 위협적이며 적외선 스텔스 기술은 항공기 및 UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle)의 생존을 보장하는데 필수적이다. 본 연구에서는 UCAV 노즐 설계에 따른 공력 및 적외선 스텔스 성능 분석이 수행되었다. 수치해석 결과에 따르면 Double S형 노즐은 엔진의 고온부를 차폐할 수 있기 때문에 적외선 신호를 줄이는 데 효과적이다. 또한, Double S형 노즐에서 회전부 위치가 뒤쪽에 위치할수록 적외선 신호가 감소함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.54-64
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• 2015

본 논문에서는 DACS(Divert and Attitude Control System)를 장착한 KV(kill vehicle)의 비선형 가속도 조종루프 설계에 대해서 다룬다. ACS(Attitude Control System)는 받음각을 0으로 유지시키는 추력을 유발시키며, 받음각 제어를 위해 ACS를 제어명령으로 사용하는 궤환선형화 기반 비선형 받음각 조종루프를 제안한다. 받음각이 0인 조건에서는 비행경로각과 자세각이 일치하기 때문에 DCS(Divert Control System)는 유도루프에서 요구하는 측방향 가속도를 직접 생성하도록 제어한다. 이러한 방식에서는 추력에 의한 공력간섭 효과를 최소화 시킬 수 있으며, DCS와 ACS의 운용로직을 단순화 시킬 수 있다. 수치 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 성능을 검증한다.