• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.335-342
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• 2020

스텔스 성능을 향상시키기 위해 꼬리날개를 제거한 무미익 항공기는 러더(rudder)를 대체하여 스포일러(spoiler)를 활용하여 방향조종을 수행한다. 짧은 시간에 스포일러 작동을 반복하는 경우 비정상적(unsteady)이고 비선형적인 공력특성이 발생하여 항공기 비행성능에 역효과(adverse effect)를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 dynamic mesh 기법을 적용한 전산해석을 통하여 스포일러 전개에 따른 에어포일의 비정상 공력 특성을 해석하였다. 스포일러 전개 속도, 장착 위치, 전개 스케줄(deployment scheduling) 변화에 따른 공력특성을 분석하여 스포일러의 동적 작동에 따른 역효과를 감소시킬 수 있는 방안을 검토하였다. 스포일러 장착위치 및 전개 방식의 적절한 선정을 통해 스포일러 동적 역효과를 감소시킬 수 있음을 확인하였으며, 에어포일 형상최적화를 통한 역효과 감소방안에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 이러한 동적 공력 데이터는 향후 무미익 형태의 항공기 개발에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.422-428
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• 2019

수직미익이 없는 전익기 형상은 낮은 레이더반사면적(RCS) 특성으로 인해 최근 UCAV를 위한 대표적인 형상으로 대두되고 있다. 무미익 전익기 형상은 방향축 관점에서 보면 정적으로 불안정하면서도 이를 효과적으로 제어하기 위한 수직 조종면이 없다는 두 가지 난제를 모두 갖고 있다. 이같은 형상을 제어하기 위해서는 추력 벡터링을 적용하거나 날개의 항력차이를 이용하는 드래그 러더(Drag Rudder) 형태의 에일러론 또는 스포일러 등을 적용할 수 있다. 본 논문에서는 전익기 형상의 횡방향축 공력특성 및 드래그 러더 중 스포일러 형태의 조종면에 대한 공력특성을 설명한다. 또한, PI 구조의 제어설계 기법을 사용하여 전익기의 횡방향축 운동을 효과적으로 제어할 수 있음을 제시하고, 비행시험을 통하여 설계된 제어기로 안정적인 비행이 가능함을 보였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.126-133
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• 2003

The aerodynamic characteristics of automobiles have received substantial interest recently. Detailed knowledge of the vehicle aerodynamics is essential to improve fuel efficiency and enhance stability at high-speed cruising. In this study, a numerical simulation has been carried out for three-dimensional turbulent flows around a commercial bus body. Also, the effect of rear-spoiler attached at rear end of bus body was investigated. The Wavier-Stokes equation is solved with SIMPLE method in general curvilinear coordinates system. RNG $k-\varepsilon$ turbulence model with the MARS scheme was used for the evaluating aerodynamic forces, velocity and pressure distribution. The results showed details of the three-dimensional wake flow in the immediate rear of bus body and the effect of rear-spoiler on the wake structure. A maximum of 14% reduction in drag coefficient was achieved for a model with a rear-spoiler.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.421-424
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• 2013

본 연구에서는 교육 및 연구를 위한 CFD 해석 프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 자동차 Spoiler의 장착 유무에 따른 공력 특성을 분석해보았다. Spoiler가 장착되지 않은 자동차의 공력 특성을 확인하고, Spoiler의 길이에 따라 공력 특성이 어떻게 차이가 나는지 비교하였다. HONDA S2000 차량의 압력 계수를 구하였고, 자동차 길이의 3.5%, 7%, 14%에 해당하는 길이의 Spoiler를 장착하여 어떠한 변화가 발생하는지 확인하였다. 그 결과 Spoiler의 길이가 길수록 짧을 때보다 상대적으로 좋은 효율을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공운항학회지
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• 제2권
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• pp.57-80
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• 1994

항공기에 사용되는 2차 조종면은 플랩, 탭, 스포일러 등 여러 종류가 있으며 이중 spoiler는 공력제어 기능을 가지고 항공기의 조종성에 영향을 미치는 조종면으로 속도 감속이나 옆놀이 조종용으로 사용된다. 본 연구에서는 비행제어용 spoiler 기능과 고양항력을 얻을 수 있는 새로운 장치인 고양항력 panel에 대한 공력특성 및 비행제어 특성에 대하여 연구하였다. 이러한 고양항력 panel은 재래식인 spoiler가 양력을 감소시키고 항력만 증가시키는 장치인데 반하여 양력과 항력을 동시에 증가 시킬 수 있는 새로운 장치로서 날개의 앞전 윗면에 스팬방향으로 설치하여 슬롯효과를 발생시킴으로써 최대 양력 받음각에서 앞전에서의 박리를 막아 비행기의 착륙시 양력의 급작스러운 감소로 인한 불안정성을 감소시키게 된다. 본 논문에서는 직사각형 날개 및 FA-200모형의 날개위에 고양항력 panel을 설치하여 풍동실험 및 수치계산을 한 결과를 기술하였다. 실험결과 직사각형 날개의 경우 고양항력 panel의 위치는 날개의 앞전에 설치할 경우 고받음각에서 실속지연의 효과와 함께 후방실속의 특성을 향상 시킬 수 있으며, 항력의 증가로 인한 스포일러 효과를 얻을 수 있다. 양항비특성은 고양항력 panel을 날개의 앞전에설치하고, 그폭이 시위의 1/5이고, 붙임각 ${\theta}$가 $10^{\circ}$, 높이가 시위의 3/20일때 받음각 $18^{\circ}$ 이후에서 우수한 특성을 나타내었다. FA-200 모형의 경우 옆놀이 모멘트계수는 받음각이 작을 때 고양항력 panel의 슬롯간격과 붙임각이 작을수록 커지나 받음각이 커지면 붙임각이 커짐에 따라 증가함을 알 수 있다. 또한 키놀이 모멘트계수는 크게 변화하지 않으나 항력 특성은 고양항력 panel의 붙임각이 증가함에 따라 증가하였다. 고양항력 panel의 붙임각이 큰 범위에서 (${\theta}$ =$10^{\circ}$) 공기력의 증가는 고양항력 panel의 시위가 날개시위의 30%이고 슬롯의 폭이 날개시위의 10%일때 증가하는 결과를 얻을 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.610-613
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• 2016

항공기의 착륙 과정에서 지면효과에 의해 기체가 원하는 위치에 착지하지 못하는 경우가 있다. 이러한 현상들로 인해 항공기의 착륙 실패 또는 활주로 이탈로 인한 인명피해로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 이러한 착륙과정에서 쓰이는 날개의 부품중 하나인 Spoiler에 대한 공력 해석을 EDISON 전산열유체 시스템을 이용하여 진행해 보았다. 특히 Spoiler의 전개 각도를 다양하게 변화시켜가며 그 전개 각도에 의한 Lift dumping effect에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 예상과 동일하게 전개각도가 커질수록 양력은 감소하였으며 항력의 경우 선형적으로 증가하는 양상을 보였다. 또한 전개각도가 20도보다 커지는 구간부터는 양력이 음수로 작아지는 현상을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2000년도 추계 학술대회논문집
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• pp.15-24
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• 2000

The transient response of an airfoil to a rapidly deploying spoiler is numerically investigated using the turbulent compressible Navier-Stokes equations in two dimensions. Algebraic Baldwin-Lomax model, Wilcox $\kappa-\omega$ model, and SST $\kappa-\omega$ turbulence model are used to calculate the unsteady separated flow due to the rapid spoiler deployment. The spoiler motion relative to a stationary airfoil is treated by an overset grid hounded by a Dynamic Domain-Dividing Line which has been devised by the authors. The adverse effects of the spoiler influenced by the spoiler location and the hinge gap are expounded. The numerical results are in reasonably good agreement with the existing experimental data.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제7권7호
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• pp.149-156
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• 1999

In this study, aerodynmaic characteristics of the notch-back and fast-backpassenger vehicle models(1/10~1/12 acale) attached with winglets were experimentally investigated in a low speed wind tunnel. For various positions(X/L). tilted angles($\beta$) of a winglet, the aerodynamic forces on the vehicle model and rear-surface pressures were measured at various flow speeds. Also a flow of model surface was visualized by tuft method. The experimental results showed that winglets effect aerodynamic characteristics of vehicle models. A maximum of 3% reduction in lift coefficient was achieved with winglets at $\alpha$=-30$^{\circ}$. A maximum of 10% reduction in drag coefficient was achieved for a model with winglets and a rear-spoiler.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.23-26
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• 2016

Gurney Flap은 자동차의 스포일러 부분에 장착되는 고속주행용 Flap으로써 항공기에는 제한적으로 사용되고 있다. 매우 짧게 설치되는 특성이 있기 때문에 Flap의 길이를 항공기의 기준으로 10%로 증가시켜 Flap으로써의 역할을 확인해 보고자 실험을 진행하였다. Gurney Flap을 장착한 형상 3가지 모두 기본형의 NACA0012형상보다는 양력과 항력이 모두 증가하는 형상을 보였다. 양항비의 경우는 항력의 증가로 인해서 NACA0012에 비해서 모두 감소하는 것으로 나타났다. Gurney Flap은 고양력장치로 사용하기에는 다소 무리가 있지만, Dogfight와 같이 고항력장치를 사용하는 경우에는 좋은 성능을 기대할 수 있다.