• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.61.1-61.1
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• 2011

풍력 터빈은 복잡한 바람 조건에 노출되어 운용 되는 시스템으로서 경제성과 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 조건하에서 시스템에 작용하는 정확한 공력 하중 예측이 필요하다. 여러 조건 중에서도 요에러는 풍향이 수시로 바뀌기 때문에 피할 수 없는 비정상 유동 중에 하나이다. 본 연구에서는 이러한 요에러 발생시 공력 하중예측을 적절히 예측하기 위해서 와류 격자 기법을 기반으로 하는 비선형 와류 보정기법을 적용하였다. 비선형 와류 보정기법은 실속 이후의 공력 예측을 위해 기지의 공력 테이블을 이용하는 방법으로서 실속 이후의 공력 테이블 값의 양력과 와류 격자 기법에서의 양력 값이 일치하도록 순환(circulation)을 분포시키는 기법이다. 또한 요에러시에 발생할 수 있는 동적 실속을 계산하기 위해 Beddoes-Leishmen 동적 실속 모델을 비선형 와류 보정 기법에 적용하는 연구를 수행하였다. 요에러시 공력 하중 예측에 관한 수치해석 기법 연구의 적절성을 알아보기 위해 NREL-Phase VI Rotor 실험 결과와 비교 하였다. 그 결과 기존의 여타의 기법들과 비교하여 본 연구에서 제안한 기법의 적절성을 확인 할 수 있었다. 앞으로 본 연구를 바탕으로 다양한 비정상 공력 조건에 대한 풍력 블레이드의 공력 하중 해석에 대해 수행할 계획이다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1-5
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• 2008

본 논문은 유체 시뮬레이션의 격자 내 상세도를 와류입자법(Vortex Particle Method)를 사용하여 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 비압축 Navier-Stokes 방정식을 풀어 낸 속도장(Velocity Field)으로 유체의 거시적인 움직임을, 와류입자법으로 생성한 와도장(Vorticity Field)으로 유체의 미세한 움직임을 표현한다. 이 기법은 고해상도 격자에서 선형시스템을 풀지 않기 때문에 고해상도 유체 시뮬레이션을 효율적으로 할 수 있고, 강한 난류 효과를 만들어 낼 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.37-45
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• 2002

본 연구에서는 이차원에서 비정상 비점성 유동해석을 위한 비정렬 동적 편자 기법을 개발하였다. 유동해석 기법은 시간에 대해 2차의 정확도를 갖는 내재적인 시간적분법을 사용하였으며, 격자중심의 유한 체적법과 Roe의 풍상차분법을 이용하여 공간에 대한 차분화를 하였다. 시간과 공간에 대한 정확도를 증가시키기 위해서는 해에 따라 원하는 위치에 격자점들을 임의로 추가할 수 있는 비정상 동적 적응격자 기법을 사용하였다. 이를 이용하여 이차원의 2자유도를 갖는 스프링 에어포일 시스템의 와류와의 간섭현상에 따른 공탄성적 변위를 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.1-9
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• 2013

이 논문에서는 2 차원 실린더의 와류유발진동에 따른 Lock-in 현상에 대해 수치해석을 수행하였다. 실린더의 운동을 모사하기 위해 변형격자와 고정격자를 이용하였다. 스프링 상사기법을 이용하여 격자를 변형하였다. 격자수 및 시간 간격 등을 조절해 얻은 수렴된 수치해가 비교 및 검증에 사용되었다. 또한, 유체-구조 결합 방법들의 효율성과 정확도를 비교 검토하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.57-70
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• 2008

A high-order accurate Euler flow solver based on a discontinuous Galerkin finite-element method has been developed for the numerical simulations of blade-vortex interaction phenomena on unstructured meshes. A free vortex in freestream was investigated to assess the vortex-preserving property and the accuracy of the present flow solver. Blade-vortex interaction problems in subsonic and transonic freestreams were simulated by adopting a multi-level solution-adaptive dynamic mesh refinement/coarsening technique. The results were compared with those of other numerical and experimental methods. It was shown that the present discontinuous Galerkin flow solver can preserve the vortex structure for significantly longer vortex convection time and can accurately capture the complex unsteady blade-vortex interaction flows, including generation and propagation of acoustic waves.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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• pp.57-70
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• 2008

A high-order accurate Euler flow solver based on a discontinuous Galerkin finite-element method has been developed for the numerical simulations of blade-vortex interaction phenomena on unstructured meshes. A free vortex in freestream was investigated to assess the vortex-preserving property and the accuracy of the present flow solver. Blade-vortex interaction problems in subsonic and transonic freestreams were simulated by adopting a multi-level solution-adaptive dynamic mesh refinement/coarsening technique. The results were compared with those of other numerical and experimental methods. It was shown that the present discontinuous Galerkin flow solver can preserve the vortex structure for significantly longer vortex convection time and can accurately capture the complex unsteady blade-vortex interaction flows, including generation and propagation of acoustic waves.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.719-727
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• 2008

중첩격자를 이용한 3차원 압축성 Navier-Stokes 코드를 사용하여 정지비행 로터 주위의 유동장을 해석하였다. 후류격자의 간격, 수치기법의 정확도, 난류 모델 등에 따른 유동코드의 수치특성을 확인하였다. 두 가지 형태의 중첩격자 시스템을 사용하여 계산을 수행하였다. 공력 및 끝단 와류의 거동을 Caradonna 등의 실험과 비교하였다. 표면 압력분포 및 끝단 와류의 거동은 실험값과 잘 일치하였다. 적용한 수치해석 기법에 따라 압력분포는 거의 변화가 없는 반면, 후류의 거동은 상당히 큰 편차를 보였다. 자동화된 Cut-paste 알고리즘을 사용한 Chimera 기법을 사용했을 때의 결과는 예상과 달리 기존의 Chimera 기법을 사용하였을 때보다 더 약한 와류 강도를 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.1-9
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• 2006

본 연구의 목적은 여러 가지 비행 모드 상의 로터 성능을 효율적으로 예측하는 것이다. 헬리콥터의 공력 특성을 예측하기 위한 비정상 source-doublet 패널 기법 기반의 수치 기법을 개발하였다. 후류의 형상 예측에는 시간 전진 자유후류모델이 사용되었다. 점성에 의한 확산을 고려한 후류의 roll-up 모사를 위하여 후류의 doublet 패널은 같은 강도의 와류고리로 대체하여 계산하였다. 후류와 양력면의 충돌 문제는 표면격자 내부에 들어간 와류고리의 포텐셜값을 제거하여 해결하였다. 제자리비행의 해석 시에 나타나는 와류 불안정성의 해결에는 slow starting과 vortex core growth 모델을 사용하였다. 로터 공력 해석 프로그램은 제자리비행과 전진비행에 대한 실험 결과와 비교하여 검증하였으며, 실험치와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.130-140
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• 1997

원형주상체 주위의 유동을 규명하기 위해 회류수조에서 원주방향으로 24개의 위치에 대하여 압력을 계측하였으며, laser sheet을 이용하여 유동을 가시화 하였다. Reynolds수가 4800에서 40000인 범위에 대하여 실험을 수행하였다. 또한, 원형단면체 주위의 비정상 층류유동에 대한 Navier-Stokes방정식의 해를 구하는 수치해석기법을 개발하였다. 효과적인 격자배치를 위하여 H와 O-type의 중첩격자를 사용하였고, 이산화 방법으로는 정규격자시스템에서 유한차분법을 적용하였다. 실험과 수치해석결과에서 뚜렷한 와류박리현상을 볼 수 있었으며, 압력계수 (C$_{p}$ ), 항력계수(C$_{D}$), 스트로얼수(St)를 정량적으로 비교하였을 때, 비교적 잘 일치하는 것을 확인하였다.다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.40.2-40.2
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• 2011

A Counter-rotating wind turbine is one of the new concepts that are proposed to increase the performance of a wind turbine. It has two rotors rotating in the same axis, and it is known that its power coefficient can reach to 0.64 in the ideal case. While the BEMT is widely used to analyze the aerodynamic performance of wind turbines, the analysis of the counter-rotating wind turbine by using it is limited due to the aerodynamic interaction between the two rotors. In this study, the vortex lattice method is used to consider the effect of the front rotor on the rear rotor of the counter-rotating wind turbine and calculate the aerodynamic performance of it. The power and thrust sharing in the two rotors of the counter-rotating wind turbine are predicted and the total power and thrust are compared with that of a single rotor. Moreover, the wake convection and expansion rate is also compared with that of a single rotor.