• 한국항행학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.73-84
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• 2020

자동차 대수의 증가로 인한 지상 교통의 혼잡을 극복하기 위해 많은 회사들이 새로운 방식의 운송 수단인 미래형 개인항공기(PAV)를 제안하였다. 미래형 개인항공기 중에서도 전기를 동력으로 사용하고 수직 이착륙이 가능한 전기수직이착륙(eVTOL)항공기가 주목을 받고 있으며 그러한 항공기들의 형상은 멀티콥터형에서 틸트 덕티드팬까지 다양하다. 본 연구에서는 eVTOL 유형별 장단점 등 특성을 분석하였다. 틸트날개형, 복합형, 멀티콥터형의 대표적인 eVTOL PAV인 바하나, 오로라, 볼로콥터에 대해 구성성분 합계 방식을 사용하여 유해항력을 구하였으며, 항공기 설계 및 공력 해석 프로그램인 OpenVSP와 XFLR5 프로그램을 사용하여 표면적과 유도항력을 구하였다. eVTOL PAV에 사용되는 배터리는 테슬라 2170 배터리로 가정하고 항속거리를 계산하였다. 또한 각 eVTOL에 대해 이착륙 및 순항을 포함한 임무형상별로 에너지소모 및 최대 비행시간을 계산하여 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.144-149
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• 2020

기포 저감 장치는 기름의 정량 공급과 관련된 문제 해결의 목적을 둔 장치이다. 따라서 본 연구에서는 기포 저감 장치의 작동 중 기포 입자의 크기별 유동특성을 확인하고자 수치해석을 진행하였다. 기초해석을 진행한 결과, 기포의 상승과 하강이 가장 활발하게 나타나는 영역을 발견하였고, 그 지점을 중심으로 수치적 계산을 수행하였다. 수치적 계산에 앞서 각 변수들 간의 동차성을 확보하기 위하여 무차원 유도를 수행하였다. 무차원 유도를 수행한 데이터를 바탕으로 각 입자의 크기별, 유체의 속도별 25개의 변수 조건을 설정하여 별도의 계산을 통해 기포 상승과 하강의 대한 수식을 도출하였다. 각 변수별로 항력과 부력의 비를 계산하여 기포에 작용하는 항력이 부력보다 큰 경우 기포가 하강하며 기포는 저감되지 않는다고 판단하였고, 부력이 항력보다 큰 경우 기포는 상승하며 기포가 저감된다고 판단하였다. 수치 계산 데이터를 바탕으로 유동 해석을 진행하였다. 유동 해석을 통하여 기포의 상승과 하강을 확인하였고, 수치 계산의 결과와도 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.532-539
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• 2008

권 등(2008)은 수면보다 높은 사각기둥 저항체를 등간격으로 배치하고 항력계수가 일정한 값을 갖는 흐름조건$(Re>10^4)$에서 수리실험을 수행하여 바닥마찰과 형상저항에 의한 흐름저항을 나타내는 상당저항계수로서의 Manning계수 값을 산정하였다. 그리고 힘의 평형방정식으로부터 유도된 이론식에 실험결과를 사용하여 얻어진 경험적 항력상호작용계수를 도입하여 얻은 상당저항계수 식을 제안하였다. 본 연구에서는 이 수리실험을 3차원 전산유체해석 프로그램인 FLOW-3D를 사용하여 수치모의하고 그 결과를 실험결과 및 상당저항계수 식과 비교하여, 그값들이 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 이로부터 이론식에 나타나 있는 것처럼 수면보다 높은 저항체가 존재할때 Manning계수가 수심의 2/3승으로 증가한다는 것과 항력상호작용계수가 이격거리의 지배적 영향을 받고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.49-56
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• 2019

전산해석과 풍동시험을 이용하여 유도형 활공탄약의 공력특성을 연구하였다. 전산해석으로는 반실험적 기법인 Missile DATCOM과 전산유체역학 해석프로그램인 FLUENT를 사용하였다. 유도형 활공탄약에 대해 양력 및 항력, 피칭모멘트 등을 계산하여 기본적인 공력특성을 확인하였으며 기존의 탄약과는 전혀 다른 공력특성을 갖는 것을 확인했다. 전산해석을 통해 얻은 결과는 풍동시험을 통해 얻은 결과와 대체적으로 유사했다. 반실험적 기법으로 얻은 결과 중 피칭모멘트 값은 풍동시험결과와 약간 차이가 났지만, 전체적으로 전산해석의 결과는 시험결과와 유사한 경향과 값을 나타냈다. 본 연구를 통해 유도형 활공탄약의 공력특성을 확인하였으며, 유도형 활공탄약 초기설계 시 공력특성 분석을 위해 반실험적기법 및 전산유체역학적 해석 기법을 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.54-54
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• 2017

본 연구는 무인 헬리콥터의 양력을 개선하기 위한 기초 단계로서 V1505A 및 V2008B 기본 두 익형의 400 mm 블레이드 섹션에 해당하는 모델에 대한 풍동실험을 실시하여 양력, 항력 및 동력특성을 분석하고 CFD 시뮬레이션의 결과와 비교하고 검증하였다. 시뮬레이션은 풍동 실험과 유사하게 설정하기 위하여 400 mm 블레이드 섹션의 양 끝을 벽으로 제한하여 3차원 와류현상을 억제하여 모델을 구성하였고, 시뮬레이션의 결과와 비교하여 모델을 검증하였다. 사용된 모델은 로터로부터 $Re=0.32{\times}10^6$ 영역까지는 aminar 모델을 사용하였으며, 그 이후 영역역(>$Re=0.32{\times}10^6$)은 양력 및 저항의 급격한 변화를 올바로 포착할 수 있다는 S-A 모델을 적용하여 확장하였다. 시뮬레이션의 격자는 유동 현상에 있어 박리로 야기된 와류 현상을 관찰하기 위하여 익형 주변에 접하는 부분에 격자를 집중시켰다. 시뮬레이션 방법은 유속은 36~141 m/s 까지 5 수준으로 하였으며, 받음각은 $0{\sim}16^{\circ}$로 7 수준으로 변화 시키면서 공력계수 및 동력을 분석하였다. 양력분석에 있어 익형 V1505A에 비해 익형 V2008B의 특성이 우수하였으나, 익형 V1505A는 실속 이후 양력이 급격히 떨어지지 않고 유지되는 특성을 보였다. 익형 V2008B는 낮은 받음각에서 높은 공력과 낮은 항력을 나타냈다. 동력 분석 결과로 익형 V1505A의 유도동력은 총 동력의 56~72%를 차지하고, 형상동력은 총 동력의 27~43%를 차지하였다. 익형 V2008B는 유도동력은 총 동력의 66~81%를 차지하고, 형상동력은 총 동력의 18~33%를 차지하였다. 익형 V2008B이 익형 V1505A보다 유도동력은 크며, 형상동력은 적게 나와 상대적으로 효율적이라 할 수 있다. 헬리콥터 동력원의 규모는 법률적인 총중량에 의하여 제한되므로 일반적인 농용 소형 무인 헬리콥터 엔진의 사양인 24.5 kW (32PS)를 적용한다면, 익형 V1505A은 받음각 $8{\sim}10^{\circ}$에서 그리고 익형 V2008B은 $7{\sim}9^{\circ}$정도에서 받음각이 제한되며 이때 총 양력은 1200~1300 N 정도로 예상된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권4호
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• pp.244-254
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• 1991

본 연구에서는 심해용 Guyed Toewer 계류선의 해저면과의 경계조건을 고려한 동적해석 방법을 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며 케이블의 기하학적 비선형성을 고려하였다. 지점운동에 대한 정적 및 동적효과를 고려하기 위하여 모든 시스템매트릭스를 자유도에 관계되는 성분 및 지점운동과 관계되는 성분으로 분할하여 운동방정식을 유도하였다. 유체의 항력과 관성력은 Morrison식을 사용하였으며 비선형운동방정식의 해는 Newton-Raphson 방법과 New-mark-$\beta$방법을 사용하여 구하였다. 그 결과 Tower 운동에 의한 계류선의 거동을 용이하게 해석할 수 있었다. 수치해석예를 통하여 본 연구에서의 해석방법의 타당성을 입증하였으며, 본 해석방법은 케이블구조의 동적해석에 여러모로 적용할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.191-193
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• 2017

EFD-CFD 비교워크샵은 AIAA의 Drag Prediction Workshop과 High Lift Prediction Workshop을 참고하여 국내의 풍동실험과 전산해석기술 수준을 향상시키고 두 분야의 협력을 통해 공기역학의 기술수준을 고양하고자 조직되었다. 국내외에서 수행된 3개의 풍동실험 Case에 대한 전산해석 수행 및 비교분석을 수행하며 2015년부터 비교 워크샵이 개최되고 있다. 향후 국내 연구자들의 참여와 협력을 적극 유도하며 새로운 형상에 대한 실험과 해석 및 분석을 진행하여 국내 공기역학의 기술발전에 기여하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.596-602
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• 1998

한국의 차세대 원자로 (Korean Next Generation Reactor; KNGR)에 처음 적용되는 격납건물내에 설치된 재장전수조 (In-Containment Refueling Water Storage Tank; IRWST)는 기존 재장전수조의 기능외에 주입모드에서 재순환 모드를 전환생략, 일차계통으로 방출된 고온, 고압 냉각수의 응축 및 냉각 격납용기 방사능 오염방지, 원자로 동공층수 등 여러 가지 추가 기능을 가진 한층 진보된 설계개념이다. 발전소 천이사고 시 발생하는 Pipe Clearing, 응축진동 현상(Condensation Oscillations), Chugging 등의 열수력 현상들이 방출증기의 유동 및 가속도와 관련해 항력과 응력, 압력진동 등을 일으켜 IRWST 구조물에 영향을 미칠 수 있기 때문에 IRWST를 처음으로 시도하는 우리 나라로서는 이와 관련된 제반현상에 대한 심도 깊은 연구가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 원자력 발전소 과도로 인한 가압기 안전밸브(Pressurizer Safety Valve) 또는 안전감압밸브(Safety Depressurization Valve) 작동시 IRWST로 방출되는 유체로 야기되는 하중 예측 모델을 기존의 BWR의 응축수조(suppression Pool)에서 일어나는 각종 현상을 토대로 이론적으로 체계적으로 유도하여 이를 비교, 분석하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.437-441
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• 2013

항공기의 날개에 걸리게 되는 하중은 설계단계에서 고정되기 때문에 이륙과 착륙 같은 특수한 상황에서는 Flap이나 슬렛 등의 고양력 장치를 이용하여 날개 단면 형상을 변화시킴으로서 양력계수의 변화를 유도하고 그에 따라 각 임무별 최적의 공력 성능을 제공할 수 있게 된다. 따라서 본 논문은 에어포일의 보다 효율적인 양력을 위해 slotted flap사이에 양력 향상 Tab을 설치하여 EDISON-CFD을 이용하여 분석하였다. 그리고 그 효과와 익형에 얻어지는 양력계수를 비교하였다. 에어포일의 Slotted Flap에 양력 향상 Tab의 유무에 따른 유동 장을 분석하여 양력을 수치 해석 적으로 비교해 보았다. 결과에서 얻어진 상수를 비교하였고 양력 향상 Tab의 효과를 분석해 보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.635-642
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• 2008

개수로 난류흐름내 잠기지 않는 저항체들이 에너지 손실에 미치는 영향을 수리실험을 통해 연구하였다. 개수로의 잠기지 않는 구조물이나 식생을 연구하기 위하여 정방형 다열기둥을 실험에 사용하였다. 실험수로에 흐름방향 다열기둥을 횡방향으로 1열 및 2열로 배치하고 평균적 등류수위를 유지하여 일련의 유량과 수로경사를 조건으로 실험을 수행하고 측정하였다. 실험결과를 Manning공식에 적용하여 바닥마찰과 기둥의 형상저항에 의한 흐름저항 및 에너지손실을 표현하는 상당저항계수 값을 등류수심과 기둥의 이격거리를 변화시키며 산정하였다. 그리고 실험을 통해 산정된 값과 항력상호작용계수를 포함하는 운동량방정식으로부터 유도된 상당저항계수의 이론식과 비교하였다. 이론식과 실험치의 비교로부터 기둥에 의한 흐름저항의 상호작용이 수로전체의 에너지손실에 미치는 영향이 매우 중요함을 알 수 있었다. 그리고 기둥폭에 대한 기둥이격거리가 약 2.2배 이하 일 때 값이 감소하며, 항력상호작용계수가 기둥이격거리에 지배적으로 의존한다는 사실로 부터 이론식에 나타난 값이 등류수심에 2/3승으로 증가함이 유효함을 알 수 있었다.