• 한국항공우주학회지
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• 제33권9호
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• pp.41-47
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• 2005

임무분석, 단배분, 추진해석, 형상, 공력해석, 중량해석 그리고 궤적해석을 포함하는 발사체 개념설계 과정을 정립하였다. 개념설계 결과, 1단에 Hybrid Engine을 적용한 초음속(M=1.5) 공중발사 로켓이 설계되었다. 최상의 시스템 대안을 선택하기 위해서, 순차적 최적화를 이용하여 1단 추진 시스템 형태와 발사속도에 대한 trade study와 baseline 공중발사 로켓의 타당성 검토가 수행되었다. Trade study 결과, 공중발사 로켓 시스템에서 가장 중요한 요소인 총 중량과 단위 위성중량 당 총 중량 비가 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 초음속 발사에서 안전성을 지닌 Baseline 공중발사 로켓 시스템이 타당한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.75-84
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• 2003

본 논문에서는 모델링 오차나 공력계수의 불확실성이 포함되어 있는 항공기 시스템에 대해서 신경회로망을 이용한 새로운 비선형 제어시스템 설계기법을 제안하였다. 비선형 적응제어법칙을 이용하여 신경회로망의 연결가중치를 변화시켰으며, 슬라이딩 제어법칙을 이용하여 신경회로망의 추정오차를 보상하였다. 제어시스템의 성능을 결정짓는 제어 매개변수들과 신경회로망 구조를 설계하기 위한 방법을 제안하였으며, 유전자 알고리듬을 이용하여 제어 매개변수들과 신경회로망 구조를 최적화하였따. 신경회로망의 구조탐색에 적합하도록 다수의 개체군을 형성하여 개체와 군이 동시에 전화하도록 하였다. 제안된 유전자 알고리듬에 의해 최적화된 구조를 갖는 신경회로망을 이용한 제어시스템을 항공기 종운동 모델에 적용하여 성능을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권1호
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• pp.59-65
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• 2019

본 연구에서는 직구동방식의 보이스 코일 모터를 이용한 유도무기 날개 작동기의 최적 설계를 진행하였다. ANSYS Maxwell 상용프로그램으로 전자기장 해석을 수행하여 토크 성능 및 보이스 코일 모터의 특성을 예측하였으며, 운용 각도 범위에서 날개에 작용하는 공력부하가 가장 큰 구간인 양끝단에 해당되는 각도에서 최적화 설계를 수행하였다. 또한, 작동기의 주요 설계 변수를 선정하고, 최적화 설계를 위하여 반응면 기법(Response Surface Method)을 사용하였다. 반응면은 2차 함수로 구성하였고 2차 반응면 구성에 널리 쓰이는 중심합성법을 바탕으로 수치실험점들을 선정하였다. 구성된 반응면의 적합성은 수정결정계수로 판단하였으며, 최종적으로 최적화로 구해진 토크값은 전자기장 해석을 통한 토크값과 거의 동일함을 확인하였다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-7
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• 2003

익형에 대한 공력 최적설계 프로그램을 개발하였으며, 점성 유동장에 대한 보다 정확한 정보를 설계에 반영하기 위하여 나비어-스톡스 방정식을 사용하였다. 최적설계 방법으로는 민감도 해석을 위하여 수정유용방향탐색방법(Modified Method of Feasible Directions, MMFD)을 사용하였으며 이동거리 계산을 위하여 다항식 보간법을 사용하였다. 또한 설계시간을 단축하기 위하여 MPI를 사용하여 병렬화하였다. 전체 유동장을 8개의 영역으로 분할하였으며 분할된 영역은 지정된 프로세서에 할당하여 계산을 수행하였다. 민감도 계산을 위하여 각 프로세서에 할당하여 계산을 수행하였다. 민감도 계산을 위하여 각 프로세서에 각 탐색방향을 할당하여 민감도를 병렬계산하였다. 본 연구의 수행 결과 양력은 허용한도 내의 일정한 값을 유지하는 가운데 항력이 감소된 최적화된 익형의 형상을 설계할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.340-346
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• 2022

본 연구에서는 복합재료 블레이드에 대한 최적 구조설계 프레임워크를 구성하고, 이를 헬리콥터 블레이드에 적용하여 최적 구조설계를 수행하였다. 단면 형상의 경우 C형 및 D형 스파를 선택할 수 있게 구성하였으며, 최적설계 프레임워크는 유전자 알고리즘과 입자 군집 최적화 알고리즘을 결합한 PSGA를 활용하였다. 단면의 기하학적 모델링은 B-spline을 이용하여 구현하였고, 유한요소 모델 생성 프로그램 Gmsh를 통해 단면 유한요소모델을 만든 뒤 단면 해석 프로그램인 Ksec2D를 사용하여 구조해석 결과를 도출하였다. 본 최적설계 프레임워크를 HART II 블레이드에 적용하여 최적 구조설계를 수행한 결과, C형 스파 모델은 기준 형상 대비 무게 7.39%, D형 스파 모델은 6.65% 감소하였으며, 이때 전단중심은 모두 공력중심과 인접한(5% 이내) 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 일반적인 헬리콥터 블레이드의 단면에 적용할 수 있는 최적 구조설계 프레임워크의 유효성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.509-515
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• 2013

본 연구에서 익형 형상 설계를 위해 전역적 다목적 최적화 기법인 적응영역 다목적 유전자 알고리즘 코드를 개발하였다. 저마하수에서 최대 양력과 순항조건에서 최대 양항비를 동시에 만족시키기 위해 목적함수로 양력계수와 양항비를 선정하였으며, 익형 형상 설계를 위해 PARSEC 기법을 이용하였다. 그 결과 참조 익형 대비 나은 공력 특성을 나타내는 2개의 익형이 선택되었으며 최대 양력과 양항비는 첫 번째 익형에 대해 약 4.89%, 5.38% 증가하였으며, 두 번째 익형에 대해 약 7.13%, 4.33% 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권11호
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• pp.1084-1092
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• 2006

Shape optimization of airfoil in WIG craft has been performed by considering the ground effect. The WIG craft should satisfy various aerodynamic characteristics such as lift, lift to drag ratio, and static height stability. However, they show a strong trade-off phenomenon so that it is difficult to satisfy aerodynamic properties simultaneously. Optimization is carried out through the multi-objective genetic algorithm. A multi-objective optimization means that each objective is considered separately instead of weighting. Due to the trade-off, pareto sets and non-dominated solutions can be obtained instead of the unique solution. NACA0015 airfoil is considered as a baseline model, shapes of airfoil are parameterized and rebuilt with four-Bezier curves. There are eighteen design variables and three objective functions. The range of design variables and their resolutions are two primary keys for the successful optimization. By two preliminary optimizations, the variation can be reduced effectively. After thirty evolutions, the non-dominated pareto individuals of twenty seven are obtained. Pareto sets are all the set of possible and excellent solution across the design space. At any selections of the pareto set, these are no better solutions in all design space.

• 한국항공운항학회지
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• 제14권3호
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• pp.7-15
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• 2006

Aerodynamic analysis of an airfoil in the transonic region was automated in order to enable parametric study by using the journal file of the commercial analysis code FLUENT, pre/post process Gambit and computational mathematics code MATLAB. The automated capability was illustrated via NACA 0012 and RAE 2822 airfoils. This analysis was carried out at Mach numbers ranged from 0.70 to 0.80, angles of attack; 1$^{\circ}$, 2$^{\circ}$ and 4$^{\circ}$, Reynolds numbers; 4.0${\times}$106, 6.5${\times}$106. The analysis results of a pressure coefficient were verified by comparing with the experimental data which were measured in terms of chord length because the pressure coefficient of an airfoil surface is a good estimator of flow characteristics. The results of two airfoils show that this analysis code is useful enough to be used in the design optimization of airfoil.

• 한국음향학회지
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• 제37권5호
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• pp.292-299
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• 2018

자동차 외장 디자인은 차량의 첫인상을 만들지만, 엔지니어링 입장에서는 공력 및 바람소리 성능에 중요한 요소이다. 외장 디자인은 차량의 프로토 타입 시점에 변경하기는 불가능하기 때문에 차량 초기 디자인 단계에서 외장 디자인을 점검하고, 바람소리 수준을 예측하는 것이 중요하게 된다. 외장 디자인 요소 중 차량 바람소리에 중요한 A필라와 와이퍼에 대한 바람소리 해석 기법은 개발되어 적용되고 있으나, 해석 및 모델링 과정이 복잡하고 시간이 많이 소모되기 때문에 엔지니어입장에서 디자이너 및 설계자와 함께 A필라 및 와이퍼 형상별 기여도를 검토하기엔 시간적인 여유가 부족하게 된다. 본 논문에서는 최적화를 위하여 A필라 형상 및 와이퍼 형상에 따라 바람소리 해석 S/W인 PowerFLOW(PowerClay 모델링 S/W, SEA-Baced(Statistical Energy Analysis-Based) 실내소음 해석툴, Turbulent Acoustic Power 해석툴)를 이용하여 실내소음을 해석적으로 예측하고, 예측한 결과를 이용하여 반응 표면법을 이용하는 최적화 S/W인 modeFRONTIER를 이용하여 디자인 요소에 대한 반응면을 구축하여, 디자인 요소와 실내 소음간의 상관성을 구성하여, 디자인 단계에서 A필라와 와이퍼에 의한 바람소리 수준을 예측하였다. 최적화 결과 및 반응면 구축 예측 결과에 대하여 실제 시험을 통하여 예측 경향성을 판단하고, 해석 및 예측에 대한 신뢰성을 확인하였다. 최종적으로 해석 및 반응면 구축 과정을 통하여 A필라 및 와이퍼에 대한 차종별 CAT(Computer Aided Test) 분석툴을 개발하고, 실제 차량 개발 과정에 적용하여 효용성을 확인하였다.