• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1995.10a
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• pp.197-202
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• 1995

비정상(unsteady) 압축성(compressible) 유동에 의한 공력음향(aeroacoustics)을 모사하여 공력소음원을 해석하기 위해서는 고차(high order)의 정확도와 높은 해상도(resolution)를 가지며, 상대적으로 계산시간을 많이 필요로 하지 않는 외재적(explicit) 유한차분법이 필수적으로 요구된다. 이것은 주어진 차분방식과 격자계로써 공간과 시간상에 존재하는 미소크기의 파동성분들을 충분히 구현하여야 만족할 만한 수치해를 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는, 그러한 유한차분법 중 최근에 관심의 대상이 되고있는 삼각(tridiagonal)또는 오각(pentadiagonal) 집적유한차분법(compact finite difference scheme)이 최대의 해상도를 갖도록 하는 수학적인 방법을 개발하고, 이 방법으로써 새롭게 집적유한차분법을 최적화하였다. 개발된 최적화 방법은, 푸리에 해석법(Fourier analysis)을 통하여 파동수(wavenumber) 영역에서 수학적으로 계산된 위상오차(phase error)를 최소화하는 것이며, 이러한 개념과 방법은 본 연구에서 처음으로 집적유한차분법에 적용되었다. 여러가지 절단정확도(truncation order)에 대해서 최적화 된 집적유한차분법들이 실제 공간과 시간상에서 보여주는 정확도와 오차특성을 알아보기 위하여, 이 방법들을 1차원 선형파동방정식에 적용하였고, 이 결과를 통하여 가장 정확하고 효과적인 절단정확도의 집적유한차분법을 선별하였다. 특히, 오각(pentadiagonal)법에 비해 더욱 효율적인 6차 삼각(tridiagonal)법을 1차원 Euler방정식에 적용하여, 비선형 파동에 대한 모사를 수행할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.680-685
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• 2006

This paper describes the aeroelastic stability test of the small-scaled 'Next-Generation Blade(NRSB)' with NRSH (Next-Generation Hub System) and HCTH hingeless hub system in hover and forward flight conditions. Excitation tests of rotor system installed in GSRTS(General Small-scale Rotor Test System) at KARI(Korea Aerospace Research Institute) were tarried out to get lead-lag damping ratio of blades with flexures as hub flexure. MBA(Moving Block Analysis) technique was used for the estimation of lead-lag damping ratio. First, NRSB-1F blades with HCTH hub system, Then NRSB-1F with NRSH hub system were tested. Second, NRSB-2F blades with NRSH hub system were tested. Tests were done on the ground and in the wind tunnel according to the test conditions of hover and forward flight, respectively. Non-rotating natural frequencies, non-rotating damping ratios and rotating natural frequencies were showed similar level fir each cases. Estimated damping ratios of NRSB-1F, NRSB-2F with HCTH and NRSH were above 0.5%, and damping ratio increased by collective pitch angle increasement. Furthermore damping ratios of NRSB-2F were higher than damping ratios of NRSB-1F in high pitch angle. It was confirmed that the blade design for noise reduction would give observable improvement in aeroelastic stability compared to paddle blade and NRSB-1F design.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.16 no.8 s.113
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• pp.848-856
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• 2006

This paper describes the aeroelastic stability test of the small-scaled 'Next-generation Blade(NRSB)' with NRSH (next-generation hub system) and HCTH hingeless hub system in hover and forward flight conditions. Excitation tests of rotor system installed in GSRTS (general small-scale rotor test system) at KARI (Korea Aerospace Research Institute) were carried out to get lead-lag damping ratio of blades with flexures as hub flexure. MBA(moving block analysis) technique was used for the estimation of lead-lag damping ratio. First, NRSB-1F blades with HCTH hub system, then NRSB- 1F with NRSH hub system were tested. Second, NRSB-2F blades with NRSH hub system were tested. Tests were done on the ground and in the wind tunnel according to the test conditions of hover and forward flight, respectively. Non-rotating natural frequencies, non-rotating damping ratios and rotating natural frequencies were showed similar level for each cases. Estimated damping ratios of NRSB-1F, NRSB-2F with HCTH and NRSH were above 0.5%, and damping ratio increased by collective pitch angle increasement. Furthermore damping ratios of NRSB-2F were higher than damping ratios of NRSB-1F in high Pitch angle. It was confirmed that the blade design for noise reduction would give observable improvement in aeroelastic stability compared to paddle blade and NRSB-1F design.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.8
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• pp.693-698
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• 2007

A numerical method for accurate simulations of rotor aerodynamics is proposed. The numerical diffusion in the typically coarse grids away from the rotor blades is improved by implying a fourth-order of interpolation of local characteristic variables of the flow in the reconstruction stage of MUSCL approach in the framework of a finite volume formulation. In addition, different slope limiters are applied to the different characteristic fields, such as compressive limiters to linear characteristic fields to reduce the numerical dissipation whereas, diffusive limiters to nonlinear characteristic fields to increase numerical stability. Various exemplary problems related to the rotor aerodynamics applications are tested and the numerical results show a significant improvement in wake capturing capability. However, rotor aeroacoustic calculations show no meaningful difference over traditional MUSCL approach.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.7
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• pp.69-74
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• 2003

By employing vane tip concept, a new rotor blade (NRSB-I) has been designed to enhance the noise characteristics of BERP blade. Numerical analyses have been performed for hovering rotor and the results are compared with respect to those of original BERP blade. Although the thrust of designed rotor decreases by 6-7% due to cutout at the tip region, the results indicate that the actual performance loss is negligible because power reduction is greater than thrust loss. It is also found that aerodynamic fence is required at the outboard kink to obtain clearly separated twin-vortices because the vortex generated at kink is diffused during the convection over the blade surface.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.21 no.2
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• pp.134-141
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• 2002

In this paper, a free wake analysis based on the curved vortex element and CVC wake model is used to predict the aerodynamic performance and noise for HAWT. Also for prediction of RPM, a maximum value through a quadratic regression was suggested. And for a noise prediction, the broadband noise prediction method based on experimental equation was used. The curved vortex element uses a BCVE and an SIVE instead of a straight vertex element. In the CVC wake model, the vortex strengths are assumed to be constant along a span and a vortex filament. The free wake structure made by the curved vortex element and CVC was substituted for a vortex lattice, so it has an advantage for the less calculation time and a depiction of accurate wake structure. For the verification of this program, calculated results are compared with Mr. Kim's experiment model and Zond Z-40FS for performance and with WTS-4 and USWP models for noise. Good agreements are obtained between the predicted and the measured data for the performance and far-field noise spectra.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2002.10a
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• pp.904-907
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• 2002

Optical disk drive device is improved in rotating speed for faster data reading. In the case of CD-ROM, rotating speed is over 10000 rpm in the practical use. As a result of high rotating speed, unexpected effects as like increasing disk fluctuation and acoustic noise are raised by the air friction on the rotating disk and the eccentricity of rotating parts. The overall acoustic noise of running CD-ROM could be classified into two different characterized noise. The first is the structural-borne noise which is generated from vibrating solid body. By the reason, the signal of structural borne noise has very similar to the signal of surface vibrating one. It has dense noise energy at specific frequency region. The other is the air-borne noise which is generated from turbulence or vortex caused by friction between disk and air. The signal of air-borne noise has no dominant peak point at acoustic pressure-frequency domain. The noise energy is widely distributed while comparatively high and large frequency region. The structural-borne noise could be reduced by reducing vibration of structure and in addition it's target reducing frequency is narrow. However the air-borne noise reduction is effectively needed of enclosing method for the noise source located near the disk surface because it is difficult to define target frequency point. In this study, the acoustic noise at driving CD-ROM is classified by the sides of it's character and tried to reduce the overall acoustic noise.

• Journal of Power System Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.82-91
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• 2007

기존의 2차원 FDLB 모델(D2Q21)에서 비열비 ${\gamma}$는 공간의 차원수(D)에 의존한다. 즉, 2차원 공간의 계산에서는 ${\gamma}=(D+2)/D=2.0$밖에 취할 수 없으며, 공기와 같은 실체기체를 전산모사 하기에는 여러 어려움이 있다. 이러한 이유 때문에 문헌[1]의 LBM에서 제안된 조정 가능한 비열비 모델을 2차원 FDLB모델에 적용하여 자려발생 에지톤(edgetone)의 수치계산이 수행되었다. wedge의 선단각도가 ${\alpha}=23^{\circ}$(Case I) 및 $20^{\circ}$(Case II)를 갖는 2가지 모델이 설정되었으며, 노즐출구에서 wedge선단까지의 거리 w/d는 $3d{\sim}12d$사이에서 주어졌다. edgetone은 노즐로부터 나온 분류와 edge의 상호작용으로 이난 음압(sound pressure)의 차에 의해서 소음이 발생하며, 이 음압은 다시 상류의 분류에 영향을 미쳐 분류의 변동을 가져온다. w/d가 ??9d이하인 경우, 피드백(feedback) 메커니즘에 기인한 주기적인 운동이 발생하지만, w/d가 큰 ??9d이상인 경우에는 분류의 불안정성 때문에 규칙적인 분류의 운동은 보이질 않으며, 이는 기존의 연구결과들과 잘 일치함을 보였다. 본 연구에서 적용된 모델을 이용하여 공기와 같은 2원자 기체의 비열비 ??${\gamma}=1.4$를 갖는 유체에 있어서 공력 소음의 수치예측이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2008.03a
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• pp.50-56
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• 2008

본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 300${\sim}$1000범위에서 고차 고해상도기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.50-56
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• 2008

본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 $300{\sim}1000$범위에서 고차 고해상도 기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.