• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관; 6 Nov. 1997
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• pp.64-69
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• 1997

정격속도 100,000RPM용 원심분리기(centrifuge) 로터베어링계에 대해 회전체동역학 해석이 수행된다. 시스템은 원심분리기 로터, 유연축, 모터 로터와 축, 그리고 모터축 지지용 두 개의 구름베어링으로 구성된다. 설계목표는 정격속도가 위험속도(critical speed)에 대해 충분한 분리여유를 갖고, 위험속도에서 로터의 양호한 불균형응답특성을 이루어 내는 것이다. 후자의 요구조건은, 시스템이 다수의 위험속도를 통과하며 정격속도 주위에서 충분한 분리 여유를 갖지 않을 수도 있기 때문에 특히 중요하다. 시스템에 초유연축(extra-flexible shaft)을 도입함으로써, 비록 1차 위험속도에서 만족스럽지 못한 큰 불균형응답을 가질지라도 고차 위험속도에서 만족스런 작은 불균형응답을 보인다. 1차 위험속도에서 로터의 큰 변위를 억제하기 위해서 범퍼링(bumper ring) 또는 안내베어링(guide bearing)을 유연축의 적절한 위치에 설치할 필요가 있다. 비록 유연축계라 할지라도 정격속도와 가까운 4차 이상의 고차 위험속도를 정확히 규명하기 위해서는 모터의 동역학을 전체시스템에 결합하여야 함을 볼 수 있다. 해석은 유한요소법(finite element method)에 의해 수행된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3135-3140
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• 2010

본 논문은 에서는 5 kWh 복합재 플라이휠 로터를 설계/제작 하고, 회전 시 복합재 로터에 발생되는 변형률 분포와 로터의 파손 속도를 측정하기 위해 회전 시험을 수행하였다. 회전 시험 시 블루투스 방식의 무선 통신시스템을 이용하여 복합재 로터의 반경방향과 원주방향의 변형률을 실시간으로 측정하였다. 측정된 로터 변형률과 미리 예측된 로터 변형률을 비교하여 초기 로터 설계를 검증하였다. 복합재 로터는 파손속도인 22,000 rpm보다 11 %낮은 19,499 rpm에서 파손 되었다. 파손은 축과 복합재 로터를 연결하는 허브에서 발생하였다. 본 논문은 일반적인 관점에서 로터의 성능을 검증하였고, 고속 회전하는 복합재 로터의 예상치 않은 파손 위험을 입증하였다. 플라이휠 에너지 저장 시스템 설계 시 복합재 로터 뿐 아니라 허브 설계에도 특별한 주의가 요구된다. 플라이휠 에너지 저장 시스템을 실시간으로 관찰하기 위해서, 특히 높은 원심력을 받는 동안에도 작동 될 수 있는 무선 통신 시스템 개발이 앞으로 선행 되어야 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권10호
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• pp.845-855
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• 2018

최대 이륙중량 55 kg에 최대 순항속도가 180 km/h이고 수직이착륙이 가능한 쿼드 틸트 프롭로터 무인기에 적용할 프롭-블레이드 단면 설계를 수행하였다. 먼저 프롭-블레이드 단면 설계수행을 위한 설계 프로세스를 수립하고 단면 설계에 필요한 요구도를 식별하였으며 식별된 요구도 만족을 위한 단면 설계를 수행하였다. 단면 설계 결과를 분석하기 위하여 유한요소 단면해석 프로그램을 활용하여 인장/굽힘/뒤틀림 강성 및 단위길이 당 중량, 탄성 축 등을 포함한 주요설계 인자들을 도출하였으며, 이 과정에서 프롭-블레이드의 설계 중량을 예측하였다. 그리고 도출된 설계 인자들을 로터시스템 통합 해석 프로그램에 적용하여 프롭-블레이드 운영 환경에서의 동적 안정성을 분석하였으며, 로터시스템 통합 해석 프로그램을 통해 분석된 프롭-블레이드 하중을 활용하여 2차원 단면 구조 해석을 수행하여 프롭-블레이드 구조 안전성을 확인하였다. 이러한 단면 설계/해석 과정에서 설계 요구도를 만족시키지 못하거나 다른 구성품에 부정적 영향을 준 설계 결과에 대해서는 설계 변경을 수행하였으며, 이를 통해 요구도를 만족시켰다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권3호
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• pp.241-250
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• 2011

본 논문에서는 하이포 및 에피 사이클로이드 곡선 사이에 원호 곡선을 삽입하여 내부로터를 설계하고 로터 회전시뮬레이션 및 간섭회피를 위한 수정법을 통해 외부로터를 설계하는 방식의 제로터를 개발하였다. 또한 접촉점을 이용한 기존의 유량계산법을 사용할 수 없는 경우에 유량 및 유량맥동을 도출할 수 있는 챔버면적 계산법을 개발하였다. 이와 같은 방식의 제로터는 로터 설계시 첨점 및 루프가 발생하지 않으며, 내부로터의 하이포 사이클로이드 및 원호 곡선 연결점에서 새로운 설계변수인 경사각 $\gamma$가 추가되어 편심량 설정시 첨점 및 루프 발생 방지조건 또는 이끝폭의 설계 한계조건으로부터 제한을 받지 않는다. 따라서 설계자는 편심량 및 각도 $\gamma$를 조절함으로써 실제 산업현장에서 보다 효과적으로 로터 최적설계를 수행할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권5호
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• pp.401-408
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• 2017

본 논문에서는 저가 하드웨어 기반의 멀티로터용 비행제어 컴퓨터의 하드웨어 개발과 항법 및 제어 알고리즘의 설계 및 구현, 그리고 실제 비행실험을 통한 검증 과정을 서술하였다. 개발된 비행제어 컴퓨터는 마이크로컨트롤러를 통하여 멀티로터를 안정적으로 제어하며 통합된 Linux 컴퓨터를 활용하여 복잡한 임무에 대응이 가능하도록 설계되었다. 항법 해는 Complementary Filter를 통하여 500 Hz의 속도로 계산을 수행하고, 멀티로터의 운동모델을 기반으로 Observer를 설계, 측정 잡음을 크게 줄였다. 제어 알고리즘은 3차원 Curve Fitting을 통하여 얻은 Feed-forward Term을 사용하여 반응속도를 크게 향상시켰으며, 다수의 비행실험을 통하여 실제 상황에서 효과적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.275-283
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• 2013

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 복합재 로터 블레이드 단면 구조 최적설계방법에 대한 연구를 수행하였다. 반복적인 최적설계 계산을 위해 자동격자생성 프로그램을 개발하였으며, VABS를 이용해 로터 블레이드 단면에 대한 응력해석을 수행하였다. 로터 블레이드 최소질량을 목적함수로 정의하였으며, 응력 파손지수와 단면 질량중심 그리고 단위 길이 당 블레이드 최소질량을 구속조건으로 설정하였다. 최종적으로 본 논문의 복합재 로터 블레이드 단면 구조 최적설계방법을 통해서 스킨 적층각 및 스킨 두께 그리고 토션박스 두께, 토션박스 위치, 토션박스 폭과 같은 블레이드 단면 설계변수들이 결정되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.631-638
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• 2017

원심펌프와 구조 및 작동 원리가 다른 토네이도 원리를 적용한 슬러리 펌프의 성능특성에 미치는 로터 설계형상의 영향에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 십자 구조인 로터의 설계변수는 직경, 높이 및 두께로 설정하였으며, 설계변수에 따라 성능특성을 비교하였다. 로터의 직경과 높이가 커지면 펌프효율이 증가하는 반면에, 로터의 두께가 증가하면 효율은 감소하였다. 본 연구의 설계조건에서 높이가 최대인 로터가 직경이 최대인 경우에 비해 비면적은 약간 작지만 펌프효율은 더 높게 나타났다.

• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.205-212
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• 2008

본 논문에서는 스마트무인기 로터시스템의 공진, 로터 공탄성 안정성 및 휠플러터 안정성 해석을 위한 모델링 데이터와 최종 해석결과를 기술하였다 향후 날개구조 설계변경 가능성을 고려하여 날개 빔, 코드 및 비틀림 강성이 훨플러터 안정성에 미치는 영향이 분석되었다. 파라메트릭 분석 결과 날개의 비틀림 강성 및 빔강성의 변화가 코드방향 강성에 비하여 빔모드 댐핑값에 훨씬 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 최종 설계된 로터시스템은 공진가능성이 없고, 스마트무인기 TR-S4 로터/파일론/날개에 대하여 로터 공탄성 안정성 및 훨플러터 안정성이 보장됨을 해석적으로 확인하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제5권2호
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• pp.23-32
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• 2007

헬리콥터 주 로터 시스템은 헬리콥터 전체 성능을 좌우하고, 비행특성을 결정하는 핵심 구성품이다. 주 로터 시스템은 회전하면서 추력 및 조종력을 발생시키기 때문에 동적 밸런싱을 맞추는 것도 중요한 개발단계업무 중에 하나이다. 주 로터 시스템의 개발 과정에서 헬리콥터 비행시제 장착 전에 동적 밸런스 시험, 성능시험, 안정성 시험 등을 포함하는 훨시험(whirl test)을 수행하게 된다. 이 시험 수행을 위해 제작되는 시험장치가 훨타워(whirl tower)이다. 세계 유수 헬리콥터 회사들은 주 로터 훨시험을 위한 설비인 훨타워를 보유하고 있으며, 지속적으로 성능 개량 등을 통해 최신의 기술 및 장비를 적용하여 운영하고 있다. 본 논문에서는 대표적으로 사용되고 있는 해외 헬리콥터 회사들의 훨타워의 사례를 설명하고 설비의 기능을 기술함으로써 기술적 동향에 대하여 살펴보았다. 현재 한국형헬기개발사업(KHP)에서 구축중인 다목적 의 WTTF(whirl tower test facility) 요구조건 및 설계 현황에 대해서도 기술하였다. 당 연구원의 WTTF는 한국형기동헬기(KUH)의 주 로터 훨시험 및 내구성 시험을 위해 구축되고 있다. 본 시험설비는 연구개발용 시험과 양산용 시험을 모두 수행할 수 있도록 다목적으로 개발될 예정이다. 본 설비는 기존 해외 설비와는 차별화되어 다목적 시험을 할 수 있도록 설계가 진행중이며, 2008년12월에 구축 완료 예정이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.59-65
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• 2013

본 논문은 헬리컬 풍력터빈을 이용한 풍력터빈 나무의 구조적 안정성을 검토하는데 목적이 있다. 복합재료를 적용하여 헬리컬 로터 블레이드를 설계하였으며, 유한요소 해석을 통하여 안정성을 검토하였다. 또한 4개의 헬리컬 로터를 지지하고 있는 풍력터빈 나무에 대하여 풍압, 로터의 회전 그리고 자중을 고려한 구조해석을 수행하여 설계 타당성을 검토 하였다.