• 한국항공우주학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-11
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• 2012

자동회전하는 로터의 성능 해석이 수행되었다. 과도모사법에 의해 주어진 속도와 샤프트각, 그리고 콜렉티브 피치 조건에서 정상 자동회전 상태를 판정한 후 정상 자동회전에 대한 추력계수와 양, 항력계수를 계산하는 방법을 연구하였다. BET 기반으로 적분된 순간추력으로부터 평균추력을 구하는 방법을 고찰하였다. 해석 기법을 풍동 실험된 로터에 적용하여 모델 로터를 해석한 후 실험 결과와 비교하였다. 해석에는 레이놀즈수 및 레이놀즈수-마하수의 함수로 Navier-Stokes 해석된 두 종류의 2차원 에어포일 공력 데이터를 사용하였고, 그 차이는 정량적으로 비교 분석되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권1호
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• pp.12-22
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• 2012

샤프트각이 감소하며 비행 속도가 증가하는 자동회전 상태의 로터에 대한 성능 변화를 해석하였다. BO-105 헬리콥터의 로터에 비틀림이 없는 NACA 0012 단면을 가지는 깃을 해석하였고 변수에 대한 자동회전의 영역을 구하기 위해 과도모사법(TSM)이 사용되었다. 고속 비행에서 압축성 효과를 모사하기 위해 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석된 2차원 공력 데이터가 사용되었으며 유도 속도장을 모사하기 위해 Pitt/Peters의 유도속도 이론이 사용되었다. TSM으로 구해진 정상 자동회전 상태에 대하여 추력계수와 양력계수, 양항비를 계산하였으며 로터의 양력과 동력을 구하여 BO-105 헬리콥터와 비교하였다. 복합 항공기의 개념을 도입할 때 자동회전하는 로터와 날개의 양력 및 동력 분담률을 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.971-977
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• 2015

복합 자이로플레인의 전진 비행 성능해석을 수행하였다. 자동회전하는 로터의 성능을 해석하기 위하여 과도모사법(Transient Simulation Method)을 이용하였으며 비행 속도 증가에 따른 동체의 공력 성능 변화를 확인하기 위해 동체에 대한 수치해석을 수행하였다. 주어진 속도와 샤프트각, 그리고 콜렉티브 피치 조건에서 준 정상 자동회전 상태를 판정하고 로터의 성능 변화를 관찰하였다. 성능해석 결과 속도가 증가함에 따라 동체의 형상에 따른 공력특성이 미치는 영향이 커지는 것으로 나타났으며 고속으로 비행하기 위해서는 유선형의 동체가 필수적이고 전진 속도 한계는 로터의 자동회전 성능에 종속적이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3044-3050
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• 2015

본 연구는 자동변속기용 유량제어 오일펌프의 성능을 해석하는데 목적이 있다. 이를 위하여 유량제어 오일펌프의 해석적 모델을 개발하였으며 회전속도 변화에 따른 토출유량, 구동토크, 캐비테이션 발생량 등의 내부 유동특성을 분석하여 고찰하였다. 해석결과, 회전속도가 높아짐에 따라 캐비테이션 발생율이 증가하였으며 체적효율은 2200 RPM에서 90%이상으로 나타났지만 회전속도가 상승함에 따라 감소하여 5000 RPM에서 81%까지 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 흡입부 초기에 챔버 내 캐비테이션 비율이 20%~30%로 매우 높은 비율을 보였는데 압축에 의해 붕괴 이후의 캐비테이션 비율은 13% 이하로 낮게 형성되었다. 하지만 고속인 5000 RPM에서 17%로 빠른 속도로 발생량이 증가하는 현상도 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.978-983
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• 2015

복합 자이로플레인의 최대 비행 속도 설정 및 부족한 양력을 보조하는 고정익의 사이징에 관한 연구를 수행하였다. BO-105 헬리콥터의 로터 시스템과 엔진을 사용하는 복합 자이로플레인의 성능을 BO-105 헬리콥터와 비교하였다. 로터의 공력특성과 양력분담률을 고려하여 고정익의 익면적을 계산하고 BO-105 동체와 유선형 동체의 형상에 따른 전진 비행 성능 변화를 관찰하였다. 해석 결과 자동회전이 가능한 속도 범위에서 로터는 자동회전으로 1/2의 양력 분담이 가능하고 나머지 절반의 양력을 담당하는 날개를 유선형의 동체에 부착할 경우 유해동력을 최소로 줄일 수 있으며 따라서 복합 자이로플레인 방식으로 비행할 때 헬리콥터보다 높은 속도로 전진 비행할 수 있을 것으로 예측되었다.

• 한국농공학회지
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• 제16권4호
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• pp.3572-3584
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• 1974

본 논문은 Thrower의 양곡성능에 관한 예측 방정식을 차원해석법을 적용하여 유도하는데 있다. Thrower의 능률에 큰 영향을 미친다고 생각되는 인자들간의 관계식들을 Buckingham의 $\pi$이론에 의하여 구하여 졌으며 본연구에 사용한 Thrower는 현재 농촌에서 사용되고 있는 자동탈곡기의 Thrower와 유사한 형으로 제작된 것이며 실험에 사용된 시료는 벼의 경우는 통일벼와 미네히까리 품종이고 보리 품종으로서는 나맥이며, Thrower의 Impeller 직경, 속도 및 투입량을 변화시켜 가면서 각 시료에 대하여 양곡높이를 측정하여 그 예측방정식을 유도하였다. 본 논문에서 얻은 결과는 다음과 같다. 1. Thrower의 양곡성능에 지대한 영향을 미친다고 생각되는 주요 인자들을 Thrower의 양정, impeller의 직경과 속도, 투입량, 곡립의 밀도, 중력가속도등이라 간주하여 Buckingham의 $\pi$이론을 적용하여 이들에 관한 $\pi$항들을 결정하였으며 그 결과는 다음과 같다. {{{{ pi 1= { D} over {H } , pi 2= { { DN}^{ { 1} over {2 } } } over { { g}^{ { 1} over { 2} } }, pi 3= { Q} over { { g}^{ { 1} over {2 } } { rho D}^{ { 2} over {6 } } }}}}} 2. 실험에 의하여 구해진 $\pi$항문의 관계식을 합성하여 Thrower의 양곡성능에 관한 시료별 예측방정식을 구하였으며 이 식들은 아래와 같다. 통일 : $\pi$1=0.1223($\pi$2)-1.1813$\times$($\pi$3)-0.1864 미네히까리 : $\pi$1=0.1185($\pi$2)-0.9663$\times$($\pi$3)-0.1575 나맥 : $\pi$1=0.1599($\pi$2)-1.2350$\times$($\pi$3)-0.1382 3. 현재 농촌에서 사용되고 있는 자동탈곡기체 부착된 Thrower의 회전수, Impeller의 직경 및 투입량은 각각 1,100rpm, 30cm 및 150gr/sec 정도로서 이와같은 수준의 변량들을 기초로 하여 본 논문에서 유도한 예측방정식을 적용하여 Thrower의 양정을 산출한 결과, 통일벼의 경우는 2.6m정도였고 미네히까리 품종과 나맥의 양정은 각각 2.4m, 2.9m 정도였다. 이와같은 사실로부터 1m내외의 양정만으로 되어있는 자동탈곡기 Thrower의 경우 제작비절감, 소요동력 감소를 기하고 아울러 과립의 손상을 줄이기 위해서는 설계 또는 작동조건의 변경을 통해 Thrower의 회전수를 현재 수준이하로 줄일 필요가 있다고 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.705-713
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• 2018

자동차용 볼 조인트는 현가계와 조향계를 연결하는 부품으로 두 요소 사이에서 조향을 위해 회전 운동 및 직선운동이 가능하도록 돕는 기계 부품이다. 본 연구의 대상은 중대형 픽업 트럭에 사용되는 볼 조인트이다. 각 단품으로는 스터드(Stud), 소켓(Socekt), 시트(Bearing), 플러그(Plug)로 구성되어 있다. 볼 조인트의 주요 구조적 성능으로는 풀-아웃 강도 및 푸시-아웃 강도를 고려해야 한다. 이 구조적 성능들은 정해진 기준을 만족해야 하며 이를 만족시키지 못하면 보다 큰 사고를 유발할 수 있다. 볼 조인트의 설계 요구조건 만족 여부를 확인하기 위한 방법으로는 실험과 시뮬레이션 방법이 있으나 실험은 많은 시간과 비용이 소요된다. 본 연구에서는 볼조인트의 구조적 성능 예측을 위하여 모델링 소프트웨어로서 솔리드웍스(Solid Works)를, 유한요소해석 소프트웨어로서 아바쿠스(Abaqus)를 사용하였다. 유한요소해석은 2D 축대칭 모델의 정적 해석을 이용하여 요구되는 구조적 성능을 구하였다. 볼 조인트의 제작 시 발생되는 불확실한 요소를 제작 공차로 가정하였으며, 이에 따라 구조적 성능에 영향을 미치는 치수 설계 변수를 사례 연구를 수행해 파악하였다. 그리고 제작 공차를 수준 별로 정의 한 후, 사례연구를 이용해 구한 유한요소해석 결과값과 실험값을 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.669-675
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• 2015

자동차용 터보차저 원심압축기의 재순환케이싱처리(RCT)부의 높이변화가 압축기의 성능에 미치는 영향이 조사되었다. 연구대상 RCT 부의 높이는 1.2mm, 1.5mm, 1.8mm 의 세가지이며, 회전수 범위는 90,000 - 150,000 rpm, 유량 범위는 0.015 kg/s - 0.08 kg/s 이다. 전압력비와 등엔트로피 효율 비교 결과, 본 수치계산은 실제압축기의 성능 제원과 최대오차 0.7%의 범위 내에서 잘 일치하였다. 해석결과, RCT 부 높이 1.2mm, 1.8mm, 1.5mm 순서로 균일 압력분포, 높은 압력비, 넓은 작동범위를 얻었다. 이들 세가지 경우 모두, 회전수가 증가할수록 이들의 압력비는 높아지나 운전범위는 좁아지는 전형적인 압축기 맵의 특성을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.99-106
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• 1998

현재 국내에서 개발되어왔던 중형항공기 후보엔진인 터보팬 엔진의 성능해석과 성능최적화를 위한 제어기법을 연구하였다. 선행된 연구에서 동적모사 및 실시간 선형모사를 수행한 결과 지상 정지조건 하에서 70% 엔진로터 회전수에서 100% 엔진로터 회전수로 급상승하는 경우 고압터어빈 입구온도에서 오버슈트가 발생하여 제한온도인 3105 $^{\cire}R$ 을 넘어감을 확인할 수 있었다 또한 압축기의 서지여유도 협소하여 엔진에 손상을 가져올 수 있다. 이에 본 연구에서는 보다 빠른 가속성능과 함께 엔진 성능의 최적화를 위해 LQR 제어기를 설계하였다. 제어기의 설계를 위해서는 선형모델을 구성해야하며 엔진의 비선형 거동에 보다 근접한 선형화를 위해서는 실시간 선형모사가 요구된다. 선형모델에 필요한 행렬은 자동점에 %의 섭동을 주어 5% 간격으로 구하였으며, 최소자승법을 이용하여 저압 엔진로터 회전수의 함수로 보간하는 방법으로 실시간 선형모사를 수행하였다. 제어변수는 연료유량의 증가속도와 압축기 블리드 공기유량으로 하였으며, 제어 결과 고압 터빈입구온도의 오버슈트를 제거하였으며 최대 압축기 서지여유도 0.55 이하로 확보였다. 비연료소모율도 0.353에서 0.43으로 안정됨을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.121-127
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• 2018

액체침투탐상법(PT)을 이용한 직경 1 m, 길이 6 m의 초장대형 파이프내면 육성용접부의 표면결함 진단시스템을 개발하였다. 우선 CATIA를 사용하여 주요 유닛 및 PT machine 전체를 3D 모델링하였으며, 이를 구조강도 및 변형 해석에 사용하였고 또한 각 유닛의 동작 간섭현상을 체크하여 2차원 제작도면 생성으로 제작에도 사용하였다. ANSYS를 사용하여 구조강도 해석 및 변형 해석한 결과, 최대 등가응력은 44.901 MPa 발생하였고, 이는 PT machine의 재질인 SS400의 항복인장강도 200 MPa 보다 작으므로 안전하다고 판단되며, 또한 최대 변형은 0.15 mm 발생하였고, 이는 하중이 제거되면 원래대로 돌아간다고 판단된다. 개발된 장비의 성능을 검증하기 위하여 공작물의 최대이동속도 7.2 m/min., 최대회전속도 9 rpm, 반복위치정밀도 1.2 mm, 검사속도 $1.65m^2/min$. 등을 확인하였으며, 이 모든 검사 항목은 개발 목표치를 만족하였다. ASME SEC. V&VIII의 방법에 따라 육성용접층의 균열, 기공, 인더컷 등의 표면결함 유무를 확인하기 위하여 개발한 PT 자동검사시스템을 사용하여 PT검사를 실시한 결과, 표면층의 결함은 관찰되지 않았다. 부가적으로 육성용접부를 평가하기 위하여 ASTM G48-11의 방법으로 Ferric Chloride pitting test에 따라 육성용접층의 부식시험을 실시한 결과 weight loss는 $0.3g/m^2$으로 만족하였으며, 또한 ASTM A751-14의 방법에 따라 육성용접층의 화학성분을 분석 결과 모든 성분이 규격을 만족하였다.