• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.636-641
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• 2015

초소형 비행체는 길이 150mm, 무게 100g 이하의 비행체이다. 초소형 비행체는 그 특성상 저 레이놀즈수에서 비행하며 저 레이놀즈수에서의 공기역학적 특성은 고 레이놀즈수에서의 공기역학적 특성과 큰 차이가 있다. 이는 초소형 비행체 개발 위해 저 레이놀즈수에서의 공력특성 연구가 필요함을 의미한다. 이에 따라 본 연구에서 NACA 4digit Airfoil의 캠버크기와 캠버위치의 변화에 따른 공기역학적 특성의 변화를 확인하였다. 캠버의 위치가 앞전 또는 뒷전으로 이동함에 따라 양력계수가 상승하는 것을 확인하였으며 캠버가 뒷전으로 이동함에 따라 실속이 지연되는 것을 확인하였다. 약 4도 이하의 받음각에서 익형의 아랫변에 발생하는 박리는 고 레이놀즈수에서의 실험에서 확인되어지는 공력특성과 큰 차이를 발생시켰다. 양항비 특성이 가장 우수한 익형은 NACA5808 인 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1541-1546
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• 1993

본 연구에서는 새로운 유형의 저레이놀즈수 레이놀즈응력모델을 개발하기 위해 Launder등과 Gibson과 Launder에 의해 제시된 레이놀즈응력모델을 벽근처의 저 레이놀즈수 영역까지 확장하였다. 개발된 모델의 성능을 시험하기 위해 두 평판사이 에서 완전히 발달된 2차원 유동을 계산하여 그 결과를 Kimm등에 의해 수행된Navier- Stokes방정식의 직접계산결과와 비교하였으며, 아울러 Launder와 Shima가 제시한 모델로도 계산을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권1호
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• pp.7-11
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• 2015

최근 무인기와 초소형비행체를 위한 프로펠러 연구수요가 증가하고 있다. 일반적인 프로펠러와 다른 점은 저 레이놀즈수 유동조건에서 구동된다는 점이다. 본 연구는 저 레이놀즈수 유동조건에서 비행하는 인간 동력 항공기를 위한 프로펠러 공력설계 및 성능해석에 관한 연구다. 저 레이놀즈수 유동조건에서 발생하는 공력천이현상을 고려한 3차원 공력특성 변화를 정확히 반영하지 못하는 상용 프로그램의 단점을 보완하여 프로펠러 공력설계 및 성능해석이 가능한 프로그램을 개발했다. 개발된 프로그램으로 인간 동력 항공기 설계요구조건에 충족하는 프로펠러 공력설계 및 성능해석을 수행하였다. 또한 프로펠러 회전수와 장착각도 변화에 따른 성능변화를 예측하여 비행당시 상황에 따라 비행 가능한 성능출력이 가능하도록 하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.530-536
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• 2016

본 연구에서는 EDISON_CFD의 2D_YUIBM_1 해석자를 사용하여 선인장 단면 모양 실린더의 $C_D$를 가시의 개수(N)와 가시의 깊이(D)에 따른 경향성으로 나타내었다. 저 레이놀즈 수에 대한 유동 해석을 해야 하므로 레이놀즈 수 영역은 20(steady), 40(steady), 100(Unsteady)을 사용하였다. 또한, 특징적인 효과를 보이는 몇 개의 케이스를 선별해 그 모델들에서 $C_P$와 Vorticity의 분포를 조사했으며 이를 통해 저 레이놀즈 수의 선인장 모양 실린더에서 $C_D$의 변화 원인을 규명하였다. 마지막으로, 물체의 기하학적 성질과 유체의 성질을 기반으로 저 레이놀즈 수에서 $C_D$를 최적화하는 공식을 산출하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.521-526
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• 2014

현대에 이르러 초경량 무인 비행기에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 비행체는 저레이놀즈수 영역에서 사용되는 특성으로 인해, 경계층 내에서 박리현상과 난류영역으로의 천이 등과 같은 여러 복합적인 현상을 발생시킴으로써 비행체의 공력특성에 큰 영향을 미친다. Bumpy Airfoil은 저레이놀즈수 유동에서의 이와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 익형이다. 따라서 본 논문은 전산열유체해석 프로그램인 EDISON_전산열유체를 이용하여 Bumpy Airfoil 형상에 대한 공력특성을 연구하였고, 발생하는 양항비를 원 익형과 비교하였다. 비압축성 조건 내에서, 공력 성능 향상을 위한 Bumpy Airfoil의 형상 변수로 Bump 개수와 높이를 선정하여 받음각에 따른 유동장을 분석하고 양항비를 수치해석 및 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.93-100
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• 2013

본 연구에서는 트윈박스 단면인 이순신대교의 레이놀즈수 변화에 따른 공기력의 영향을 살펴보는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 1/30 대축척 모형을 제작하여 공군사관학교 아음속 중형 풍동에서 최대 풍속 70m/s까지 풍속을 증가시켜가면서 공기력을 측정하여, 전북대학교 소형풍동에서 수행한 저레이놀즈수 풍동실험 결과와 비교하였다. 본 연구 대상 교량 단면은 레이놀즈수의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 고레이놀즈수 실험 결과 기존 저레이놀즈수 실험보다 항력계수는 약 23%정도 낮은 수준인걸로 나타났다. 또한 경계층 촉진장치를 효과적으로 이용하면 기존의 저레이놀즈수 풍동실험 조건에서 고레이놀즈수 모사 실험이 가능한 것으로 판단된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.398-402
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• 2013

NACA 계열 익형의 경우 양력 계수와 양항비는 레이놀즈수가 낮아질수록 감소하는 경향을 보이기 때문에 초소형 항공기에 적용이 어렵다. 따라서 저레이놀즈수 영역에서 높은 양항비를 가지는 익형의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 원격 조종 비행기에서 사용되고 있는 KF Airfoil이 저레이놀즈수 영역에서 효율이 좋을 것이라 기대되어 연구를 수행하였다. EDISON CFD와 Fluent를 이용하여 $3{\times}10^3{\sim}3{\times}10^6$ 레이놀즈수 범위에서 KF Airfoil의 공력계수 해석을 수행하였다. 그 결과 $8{\times}10^3{\sim}1{\times}10^5$ 레이놀즈수 영역에서 양항비가 향상되었고 $1{\times}10^4$ 영역에서는 최대 37.3% 향상된 양항비를 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.99-107
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• 2014

본 연구에서는 원격 조종 소형 비행기에서 주로 사용되고 있는 Kline-Fogleman 익형의 저 레이놀즈수 공력 특성을 분석하는 연구를 수행하였다. NACA4415와 이를 기반으로 한 Kline-Fogleman 익형의 공력특성을 비교하였다. 본 연구는 ANSYS Fluent를 활용하였으며, 유동은 비압축성으로 가정하고, 난류모델 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 이를 통하여 Kline-Fogleman 익형의 공기역학적 원리를 규명하였으며 계산된 레이놀즈수 $3{\times}10^3{\sim}3{\times}10^6$ 범위에서 Kline-Fogleman 익형이 NACA4415에 비해 양력계수가 향상됨을 확인하였다. 특히 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$이하의 영역에서는 Kline-Fogleman 익형의 양항비가 NACA4415에 비해 26%까지 향상되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.44-52
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• 2002

비정상, 비압축성 Navier-Stokes 코드를 이용하여, 저 레이놀즈수 유동에서 flapping 운동을 하는 익형의 공력특성을 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 비정상 유동장의 효율적인 계산을 위하여, 개발된 코드는 MPI 프로그래밍 기법을 이용하여 병렬처리 되었으며, 난류 유동장의 계산을 위해 2방정식 난류모델의 하나인 k-$\omega$ SST 모델을 적용하였다. 익형의 3가지 운동모드 즉, pitching, plunging, flapping과 주파수 및 진폭의 변화 그리고 두께와 캠버의 변화에 의한 공력특성을 살펴보았고, 이를 위해 NACA4자 계열의 익형을 이용하였다. 해석 결과는 실험치와 비교하여 보았을 때 잘 일치하였으며, 각 운동모드에서의 공기역학적 특성을 파악할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권1호
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• pp.29-37
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• 2014

본 연구에서는 저 레이놀즈수에서의 Kline-Fogleman 익형과 이를 적용한 날개의 공력특성을 분석하였다. 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$ 이하 영역에서 양항비가 향상됨을 확인하였으며, 특히 레이놀즈수 $1{\times}10^4$에서 양항비가 26% 향상되었다. 양항비 측면에서 Kline-Fogleman 익형이 날개 중앙에 위치하는 것이 가장 유리하며, 전체 날개에 대한 Kline-Fogleman 익형의 면적이 80%일 때 양항비가 20% 증가함을 확인하였다. 이 때 항속시간은 12% 향상되었다. 또한 날개의 구조적 안정성과 양항비 향상률을 고려하였을 때 Kline-Fogleman 익형의 면적을 50%에서 80%사이로 설계하는 것이 유리할 것으로 판단된다.