• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.638-642
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• 2016

현재 양력발생의 원리는 긴 경로 이론과 동시 통과 이론 등으로 알려져 있으며, 이 이론들은 간단히 설명하려는 목적으로 인해 양력발생의 원리가 와전되어왔다. 본 연구에서는 여러 양력발생의 원리 중 Kutta-Joukowski의 이론을 이용하여 순환을 통한 양력발생의 관계에 대해 연구를 수행하였다. 해석 모델은 대칭형 에어포일인 NACA0012를 이용하였다. 해석 프로그램으로는 EDISON을 이용하였으며 시간에 따른 와도를 확인하기 위해 비정상상태 해석을 진행하였다. 그 결과 유동이 시간의 경과에 따라 에어포일 뒷전으로 밀려나면서 Kutta-Joukowski의 이론에 중요한 논점인 출발 와류가 생성됨을 확인할 수 있었다. 이로 인해 순환이 형성되어 양력이 발생함을 추측할 수 있다. 추가적으로 받음각과 출발 와류 사이의 영향성을 연구하였다. 받음각이 커짐에 따라 출발 와류가 에어포일 뒷전에서 더 크게 발생하였고, 받음각이 낮아질수록 출발 와류의 진행이 가속화됨을 확인할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.54-62
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• 2023

자유로운 이착륙과 뛰어난 비행능력을 가진 플랩핑 날갯짓 비행체에 관한 집중적 연구개발이 진행되고 있다. 대부분의 플랩핑 날갯짓에 관한 연구는 동기화된 운동의 다양한 운동변수에 대한 연구들로 비동기 운동을 수행하는 에어포일의 비정상 공력 특성에 미치는 영향에 대한 관심은 크지 않았다. 본 연구에서는 히브와 피치 진동운동 주파수가 서로 다른 에어포일의 비정상 공력특성을 수치적으로 연구했다. 먼저 비동기 운동에 따른 운동특성과 받음각 변화를 파악하였다. 해석 결과 진동수 비가 1.0인 경우 양력은 발생하지 않았고 추력이 크게 발생했다. r=0.5인 경우 양력이 크게 발생하였다. 에어포일 주변의와 분포와 표면에서의 압력계수를 분석하여 비동기 진동운동을 하는 에아포일의 공력특성을 분석했다. r=0.5인 경우 r=1.0인 경우 보다 더 큰 앞전 및 뒷전 와들이 관찰되었으며, 이 와들이 비동기 진동운동을 하는 에어포일의 공력특성에 큰 영향을 미친 것을 발견하였다. 향후 피치진동의 진폭이 비동기 진동운동을 하는 에어포일의 비정상 공력특성에 미치는 영향을 연구할 계획이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.13-18
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• 2004

이 논문은 최적설계 기법의 적용을 통하여 전진비행하는 조건에서 헬리콥터 로터를 구성하는 에어포일의 공력성능을 향상시키는 것에 목적을 가지고 있다. 전진비행하는 로터의 유동장을 모사하는 에어포일의 동적반응에 의한 공력성능은 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 계산되어진다. 최적설계 기법은 수리통계적인 방법에 기초하는 반응표면법과 적절한 목적함수와 제약조건의 조합을 통하여 최적점을 구해내는 유전 알고리즘으로 구성되어진다. 유동해석 방법과 설계기법의 통합을 바탕으로 공력성능이 향상된 에어포일의 형상을 구할 수 있었으며 통계학적인 방법에 기초하여 설계연구에 사용되어진 형상변수들이 공력성능에 영향을 미치는 정도를 파악할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권10호
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• pp.846-852
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• 2012

본 연구는 모핑 항공기 날개를 설계/제작하기 위한 선행 연구로서 기본날개단면 및 모핑날개단면에 대한 공력특성을 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 Clark-Y형 에어포일을 가진 기본날개, 기계식 플랩을 가진 날개, 모핑플랩을 가진 날개를 제작하여 풍동실험을 수행하였다. 3축 로드셀을 이용하여 날개에 작용하는 양력, 항력 및 피칭모멘트를 측정하였으며, 풍동실험데이터는 Solid Blockage 와 Wake Blockage를 고려하여 보정하였다. 풍동 실험은 각 날개별로 다양한 속도, 레이놀즈, 받음각에 대해 수행되었다. 실험결과는 모핑 에어포일의 양력-항력 및 양력 피칭모멘트 특성이 기계식 플랩을 가지는 에어포일에 비해 우수한 것을 보여준다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.65-68
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• 2012

본 연구에서는 XFOIL을 사용하여 설계된 30% 두께를 가지며 팁에서의 두께가 코드의 1.5%인 풍력터빈용 에어포일의 공력 특성을 해석하였다. 받음각에 따른 양력 항력 곡선 및 양항비를 XFOIL에서 얻어낸 결과와 EDISON_CFD 해석 결과를 상호 비교 하였다. EDISON_CFD에서의 해석을 위한 격자의 형태를 격자균일성을 생각하여 큰 타원과 작은 타원을 합쳐 만들었다. 수치 기법으로 Roe의 FDS를 선택하여 데이터를 수집하였다. 그 결과로 나타낸 압력계수와 양항비 그래프를 보면 선형 구간에서 양력은 XFOIL 해석 결과와 잘 일치하는 결과를 보여주었다. 그러나 항력에서 약1.5배 정도 EDISON_CFD의 결과가 크게 나옴으로써 양항비의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 실속이후에서는 XFOIL의 신뢰도가 떨어지는 경향이 있어 특히 실속이후에서는 CFD의 해석결과가 필요한 것으로 보인다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.81-84
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• 2012

항공기 설계에서 중요한 해석 대상중의 하나인 에어포일 NACA 4412 형상을 2차원 난류 점성유동으로 접근하여 일정 받음각에 따른 유동 현상을 실험 결과와 비교해 보았다. 또한, 역압력구배, 유동 박리, 와류 등의 현상이 어디에서 어떻게 생성되는지 해석을 통하여 분석해 보았다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.21-24
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• 2012

본 논문은 HPA(Human Powered Aircraft) 제작 계획서를 작성하기 위해 프로펠러에 사용하는 에어포일을 작년에 접하게 된 EDISON-CFD 분석을 이용하여 기존에 X-foil로 얻어진 날개 익형에 대한 양력계수와 항력계수, 양항비와 비교하였다. 프로펠러 허브로부터 거리에 따른 단면에 해당하는 레이놀즈 수, 마하수, 받음각, 시위길이를 고려하여 에어포일을 분석해 보았다. 그 결과를 통해 프로펠러 에어포일을 선정하는데 많은 도움이 되었다. EDISON-CFD 분석에 대해 좀 더 공부하는 계기가 되어 우리 팀이 앞으로 졸업논문을 쓰는데 많은 도움이 될 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.8-18
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• 2003

진동하는 에어포일의 근접후류에서의 레이놀즈수 효과를 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 4412에어포일은 1/4 시위 지점을 중심으로 조화적으로 피칭운동을 하고, 순간받음각은 +6$^{\circ}$에서 -6$^{\circ}$까지 진동되도록 하였다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 난류강도를 측정하기 위하여 열선풍속계를 사용하였다. 본 연구에서 자유류의 속도는 3.4, 12.4, 26.2 m/s이다. 이러한 자유류 속도에 따른 시위 레이놀즈수는 $R_N=5.3{\times}10^4$, $1.9{\times}10^5$, $4.1{\times}10^5$이고, 무차원 진동수는 K=0.1이다. 레이놀즈수가 진동하는 에어포일의 근접후류에 미치는 영향을 나타내는 축방향 난류강도 분포를 제시하였다. 본 측정에서 모든 경우에 난류 강도는 $R_N=5.3{\times}10^4$인 경우에 아주 크고, $R_N=1.9{\times}10^5$과 $4.1{\times}10^5$인 경우에는 작다는 것을 관찰할 수 있었다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서 레이놀즈수의 임계값은 층류분리인 경우, 분리가 발생하지 않거나 난류분리인 경우로 구분되며, 그 값은 $R_N=5.3{\times}10^4\;{\sim}\;1.9{\times}10^5$사이에 존재한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.15-25
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• 2003

진동하는 에어포일의 근접후류 특성을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 4412에어포일은 1/4 시위 지점을 중심으로 조화적으로 피칭운동을 하고, 순간받음각이 +6$^{\circ}$에서 -6$^{\circ}$까지 진동하도록 하였다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 평균속도를 측정하기 위하여 열선풍속계를 사용하였다. 본 연구에서 자유류의 속도는 3.4, 12.4, 26.2 m/s이다. 이러한 자유류 속도에 따른 시위 레이놀즈수는 $R_N$=5.3${\times}10^4$, 1.9${\times}10^5$, 4.1${\times}10^5$이고, 무차원 진동수는 K=0.1이다. 레이놀즈수가 진동하는 에어포일의 근접후류에 미치는 영향을 나타내기 위하여 축방향 위상평균 속도분포를 제시하였다. 본 측정에서 모든 경우에 속도결손은 $R_N$=5.3${\times}10^4$인 경우에 아주 크고, $R_N$=1.9${\times}10^5$과 4.1${\times}10^5$인 경우에는 작다는 것을 관찰 할 수 있었다. 이와 같이 위상평균속도의 커다란 차이는 $R_N$=5.3${\times}10^4$과 1.9${\times}10^5$ 사이에 있다는 것을 관찰하였다. 따라서 본 연구는 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 레이놀즈수의 임계값이 5.3${\times}10^4$에서 1.9${\times}10^5$ 범위에 존재한다는 것을 보여준다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권8호
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• pp.685-692
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• 2007

본 연구에서는 헬리콥터 하중 해석을 위한 통합해석코드에서 사용되는 에어포일의 공력 성능 테이블 작성 자동화를 위한 GUI 프로그램을 개발하였다. 개발 후 상용화를 위해 PC환경에서 사용이 보편화 되어 있는 윈도우 운영체제 기반으로 프로그램을 개발하였다. 또한, 별도의 과정을 거치지 않고도 계산 과정 및 생성된 격자 표시등의 결과를 확인할 수 있는 후처리 기능을 포함하여 사용자의 편의를 도모하였다. 기 검증된 기존의 전산유체역학 코드를 기본으로 하여 다양한 받음각과 마하수 영역에서 공력해석이 자동적으로 수행되도록 하였으며, 계산 격자는 에어포일 표면 좌표가 입력되면 자동으로 생성되도록 하였다. FORTRAN 으로 작성된 전산유체역학 코드를 별도의 변환 과정 없이 C++ 기반의 GUI 프로그램과 연동시키기 위하여 Mixed-Language 기법을 사용하였다.