• 한국항공우주학회지
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• 제44권6호
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• pp.468-476
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• 2016

본 연구에서는 이중구조를 갖는 팬의 날개 끝에서 발생하는 손실을 저감시키기 위하여 바깥 날개 끝 익형단면을 세 축으로 회전시키는 Conic winglet을 적용하였다. 손실을 계산하기 위하여 CFD 전산해석을 수행하였으며, 최소의 손실을 얻기 위하여 최적화를 수행하였다. 최적화 결과 Conic winglet은 바깥 날개 끝의 후단 부근에서 압력면 쪽으로 휘어진 형상을 보였으며 이 형상은 날개 끝에서 발생하는 전압력 손실을 3.24 % 저감시켰다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.601-608
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• 2015

유연날개의 공력 및 구조 설계값을 설계 변수로 하여 정적 상태에서의 정적 공탄성해석 및 최적화를 수행하였다. 정적 공탄성해석과 최적화를 위해 상용 해석소프트웨어들이 연계된 강건한 다분야 최적설계 시스템을 개발하였다. 최적화 설계변수로는 가로세로비, 테이퍼비, 후퇴각과 날개 위아래 스킨 두께를 설정하였다. 전역적 다목적 최적화를 위해 실수기반 적응영역 다목적 유전자 알고리즘을 적용하였으며 계산시간을 줄이기 위해 메타모델로 서포트벡터회귀 기법을 적용하였다. 유연날개에 대한 파레토 결과 분석을 통해 최대 항속시간과 최소 중량에 대한 최적 결과를 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.8-27
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• 2002

본 연구에서는 현재 개발중에 있는 복합재료 선미익 항공기의 날개에 작용하는 하중해석을 수행하였다. 중량, 공력계수, 구조설계속도, 하중 등을 계산하기 위해 사용된 Tool은 Excel에서 운용되는 Visual Basic 프로그램으로 계산에 많은 도움을 주었다. 하중해석에 기본적으로 요구되는 항공기의 형상치수, 부품의 종류 및 중량 그리고 좌표계 등은 Catia 모델링, 실제측정 또는 재료밀도 값 등을 이용해 구하였으며, 이들 자료를 통하여 항공기의 중량, 무게중심, 관성모멘트, 구조설계속도, 날개의 하중분포, 힘과 모멘트 등을 계산하였다. 또한 항공기의 날개 및 동체의 임계하중 조건을 선정하는데 필수적인 항공기의 V-n 선도를 도시하였으며, 이 V-n 선도는 항공기의 최대중량 2,573 파운드 및 해면고도조건에서 설계속도 $V_A$, $V_C$, $V_D$ 및 하중계수 +3.8G, -1.52G에 대한 비행범위를 제시하고 있다. 앞으로는 V-n 선도로부터 선정된 임계하중을 이용하여 해석된 동체 및 날개에 대한 하중을 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-11
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• 2016

큰 가로세로비를 가지는 유연날개의 변형정보는 구조 건전성 평가를 위한 실시간 모니터링에 필요하다. 비행 중인 날개 구조 대변형은 날개 외피의 변형률과 곡률의 관계식을 기반으로 한 비선형 변위 예측 알고리즘을 통해 예측될 수 있다. 그러나 동체에 고정된 날개의 기하학적인 형상으로 인하여 고정단 부근에서의 변형률 분포는 복잡한 양상을 나타내며, 변형률 센서가 부착된 센싱라인의 코드방향 위치에 따라 변위가 다르게 예측될 수 있다. 본 논문에서는 스팬방향 변형률의 보정을 통하여 변형률 센싱라인의 코드방향 위치에 관계없이 예측변위의 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 변형률 보정을 위하여 스팬방향 및 코드방향 변형률의 비, 재료의 포아송비, 보와 평판 모델의 변형률 비를 이용하였다. 보정된 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석변위와 잘 일치하였으며, 이를 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.103-111
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• 2024

축류팬은 상대적으로 저압의 유동 영역에서 유동을 수송하기 위해 사용되며, 다양한 설계 변수에 대해 설계된다. 축류팬의 날개 끝 형상은 유동 및 소음 성능에 지배적인 역할을 수행하며 이에 대한 대표적인 유동 현상으로 날개 끝에서 발생하는 날개 끝 와류와 누설 와류가 있다. 이러한 3차원 유동 구조를 제어하기 위해 다양한 연구가 수행되어 왔으며, 항공기 분야에서 날개 끝 와류를 억제하고 효율을 증가시키기 위해 윙렛 형상이 개발되었다. 본 연구에서는 에어컨 실외기용 축류팬 날개에 적용된 윙렛 형상의 영향을 분석하기 위한 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 유동 구조 및 유동 소음을 수치적으로 분석하기 위해 unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffocws-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 전산유체역학 기법에 기초하여 수치 해석하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였다. 윙렛 형상에 따른 날개 끝 와류와 누설 와류의 형성의 차이를 3차원 유동장을 통해 비교하고, 그에 따른 공기역학적 성능을 정량적으로 비교하였다. 또한, 예측 유동장을 바탕으로 소음을 수치적으로 모사하여 윙렛 형상이 유동 소음 측면에 미치는 영향을 분석하였다. 대상 팬 모델의 시제품을 제작하여 유동 및 소음 실험을 실시하여 실제 성능을 정량적으로 평가하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.1-9
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• 2016

본 연구는 공대공 미사일 조종날개의 공력 및 구조를 동시에 고려한 구동력 최소화에 대한 최적화를 수행하였다. 본 연구에서는 조종날개의 공력 및 구조적 특성을 동시에 고려하기 위하여 공력-구조 연계 시뮬레이션을 사용하였으며 공력 및 구조 시뮬레이션에 각각의 전용 소프트웨어를 사용하고자 비정상-약결합 방식 연계기법을 적용하였다. 전역 최적화에는 많은 반복 계산이 필요하므로 빠른 계산을 위하여 수학적 모델링을 이용하였으며 이를 위하여 면 중앙 합성 실험계획법으로 실험점을 선정하였다. 선정된 실험점 및 그에 대한 공력-구조 연계 시뮬레이션 결과를 토대로 2차 다항식 반응면을 생성하였으며 생성된 수학적 모델링을 이용, 유전자 알고리즘 기반 전역최적 설계를 수행하였다. 최적화 목적함수는 마하 0.7 및 마하 2.0 사이의 압력 중심점 이동거리 최소화로 설정하였으며 최적화 결과 압력 중심점 이동거리가 7.5% 감소된 최적형상을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.963-971
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• 2012

본 논문에서는 항공기 날개의 최적설계 툴을 개발하고, 다중하중스펙트럼 조건에서 항공기 날개의 구조부재에 대한 최적설계를 수행하였다. 공력하중을 계산하기 위해 2차원 CFD의 해석 결과를 사용하였다. 최적화 설계 변수는 리브 및 스파의 개수 및 위치와 두께를 선정하였다. 각각의 비행유형에 대한 순항속도에서의 공력해석 결과로 응력해석을 수행한 후, 피로하중 스펙트럼 임무선도를 활용하여 피로파손해석을 수행하였다. 다중하중 조건의 적용을 위해 손상누적법을 적용하였다. 응력해석에 이은 파손 해석을 포함하는 항공기 날개의 경량화를 진행하였다. 다변수 문제를 효과적으로 최적화하기 위해 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.1-13
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• 1994

30만톤 초대형 유조선을 대상으로 하여 전류고정날개 추진시스템을 개발하기 위한 일련의 과정을 서술하였다. 전류고정날개 추진시스템은 프로펠러 후류 유동에서의 회전 운동에너지의 손실을 회수하여 추진 효율향상을 도모하기 위한 복합추진 장치이다. 에너지 절약형 복합추진 장치중 전류고정날개 추진시스템은 명확한 유체역학적 원리에 의하여 작동될뿐 아니라 기계적 구조가 간단하여 초기 설치비가 저렴하고 신뢰성이 높은 추진 장치이다. 선체와 기존 프로펠러를 고려하여 5개의 고정날개를 설계하였으며, 모형시험에 의하여 성능을 검증하였다. 공동수조의 모형시험 결과 전류고정날개 추진시스템의 단독 추진효율이 단독 프로펠러에 비하여 $4{\sim}6%$ 증가됨을 확인하였다. 또한 예인수조에서의 자항추진 시험결과 설계속도(15.5 Knots)에서 전달마력이 최대 6.5% 감소되었다. 일련의 설계 및 모형시험에 의한 검증 과정을 통하여 전류고정날개는 선체후류에 맞추어 설계되어야 큰 마력 절감효과를 낼 수 있음을 밝혔다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.29-37
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• 2000

풍력 터빈회전날개의 설계시 구조적 형상을 결정하는 예비설계 단계에서 종전에는 여러 가지 다양한 경우의 설계를 수행하여 이중 적합한 경우를 채택하는 시행착오 방법은 많은 설계시간을 요하였으나, 본 연구에서는 이 같은 설계시의 비효율적 요소를 배제하고자 적층판 이론을 기초로 한 설계 프로그램을 이용하는 설계기법을 계발함으로서 설계절차를 개선하였다. 개선된 설계절차에 따라 국제표준 설계규격 IEC1400-1에서 규정한 각 경우의 하중해석과 응력, 변형율 및 변형한계를 설정한 후, 단순화한 복합재 회전날개 구조에 혼합법칙과 주 응력 설계기법을 이용하여 복합재 구조의 형상을 정하였다. 설계된 구조는 본 연구를 통해 개발된 적층판 이론을 기초로 한 프로그램을 이용하여 강도 및 좌굴에 대한 구조의 안정성을 확인하여 상세설계 과정시 소요되는 시간을 최소화하였다. 설계된 구조는 표피 등을 고려하여 수정 설계한 후 유한요소법을 이용하여 응력, 변형율, 변위, 고유 진동수, 좌굴안정성, 피로수명 등을 해석하여 국제 표준규격의 만족 여부를 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 추계학술발표회요약집
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• pp.143.1-143
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• 2001