• 한국항공우주학회지
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• 제35권11호
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• pp.999-1005
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• 2007

공력미계수에 대한 실시간 추정은 비정상적인 조종면 작동의 경우, 고장에 대한 정보를 분석하여 비행임무를 계속 수행하거나 본부로 회항비행을 지속할 수 있도록 하는 재형상 제어를 위해 필요하다. 본 논문에서는 고장허용제어시스템에 대한 기반 연구로서 무인비행기 안전성 향상을 위하여 조종면 작동불능과 같은 고장에 대해 검출 방법을 제시하였다. 조종면 고장검출을 위한 실시간 시스템식별 알고리듬은 퓨리에 변환기법을 사용하였으며 프로그램 성능 및 검증을 위해 HILS 시험을 수행하였다. 고장 조종면은 피칭모멘트, 요잉모멘트, 롤링모멘트에 대한 조종면 효과를 나타내는 조종미계수들을 실시간 추정하여 정상상태의 값과 비교하여 검출된다. 비행시험 결과를 통해 고장상태의 조종미계수 값은 정상상태의 값보다 작다는 것을 정량적으로 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권5호
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• pp.385-394
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• 2012

아음속-초음속 패널법(panel method)을 이용하여 항공기의 정적 안정성 미계수와 동적 안정성 미계수 및 조종미계수를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사용된 코드는 아음속-초음속 소스(source)와 말굽 와류(elementary horse shoe vortex)의 분포를 사용하고, 그 분포의 크기는 얇은 물체 근사(thin body approximation)을 적용하여 간략히 한 경계 조건을 이용하여 계산하였다. 항공기에 부착된 물체 좌표계에서 준정상(quasi-steady) 해석을 통해서 항공기 3축의 댐핑 계수를 예측하였다. 개발된 코드는 삼각날개(delta-wing)의 중립점(neutral point), 롤, 피치 댐핑 계수의 이론치와 비교하여 검증하였다. 마지막으로 F-18의 정적, 동적 안정성 미계수와 조종 미계수를 풍동 시험치와 계산치에 비교하여 개발한 코드의 정확성과 유용성을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.21-28
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• 2007

본 논문의 목표는 고장허용제어시스템에 대한 기반 연구로서 무인비행기 안전성 향상을 위하여 조종면 작동불능과 같은 고장에 대해 검출 방법을 제시하는 것이다. 조종면 고장검출을 위한 실시간 시스템식별 알고리듬은 퓨리에 변환기법을 사용하였으며 프로그램 성능 및 검증을 위해 HILS 시험과 비행시험을 수행하였다. 엘리베이터 조종면 고장은 피칭모멘트에 대한 조종면 효과를 나타내는 조종미계수를 실시간 추정하여 정상상태의 값과 비교함으로써 검출된다. 비행시험 결과를 통해 고장상태의 조종미계수 값은 정상상태의 값보다 작다는 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권8호
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• pp.667-671
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• 2005

이 연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와의 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기본적인 선박제원 중 선체 유체력 미계수와 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 또한 이를 활용하여 유체력미계수에 대한 새로운 경험식을 제시하였다. 이를 활용하면, 초기 선형 설계 시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.88-93
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• 2003

본 논문은 헬리콥터용 시뮬레이션 프로그램 개발에 관한 연구이다. 일반적으로 헬리콥터 비행시뮬레이션에 사용되는 수학모델은 고 충실도를 가져야 한다. 그러므로 시뮬레이션을 실행할 때 보다 정교하 공력 모델이 필요하게 되며, 계산시간이 많이 걸린다. 어떠한 특수 목적을 수행하는 UAV 비행제어시스템에서는 제어기를 설계할 때 사용되는 선형모델을 비선형모델로부터 얻는 시간을 최소화 하는 것이 중요하다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 첫 번째 단계는 실제로 헬리콥터 동특성을 잘 나타내는 비선형 모델을 완성하는 일이다. 두 번째 단계는 비선형방정식으로부터 특정 비행조건에 맞는 트림값을 계산하는 것이다. 그리고 나서 수치적인 방법으로 안정미계수와 조종미계수를 계산하여 특정 비행 상태 조건에 부합하는 선형모델을 구한다. 이러한 과정을 편리하게 처리하는 프로그램을 MATLAB GUI를 사용해서 개발하였다. 이 논문에서 제안된 방법은 기존의 실물크기 모델헬리콥터 시뮬레이션 방법에 비해 간략화된 것이다. 따라서 선형모델을 얻기까지의 연산시간이 짧아서 무인헬리콥터의 비행제어시스템을 설계하는데 유용할 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.43-52
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• 2003

Two methods which estimate manoeuvring derivatives in the model of hydrodynamic force and moment acting on a manoeuvring ship using sea trial data were compared. One is the widely used parameter estimation method by using the Extended Kalman Filter (EKF), which estimates state variables of linearized state space model at every instant after dealing with the coefficients as the augmented state variables. The other one is the Estimation-Before-Modeling (EBM) technique, so called the two-step method. In the first step, hydrodynamic force of which dynamic model is assumed the third-order Gauss-Markov process is estimated along with motion variables by the EKF and the modified Bryson-Frazier smoother. Then, in the next step, manoeuvring derivatives are identified through the regression analysis. If the exact structure of hydrodynamic force could be known, which was an ideal case, the EKF method would be regarded as being more superior compared to the EBM technique. However the EBM technique was more robust than the EKF method from a realistic point of view where the assumed model structure was slightly different from the real one.

• 대한조선학회지
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• 제27권3호
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• pp.31-37
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• 1990

선박의 방향안정성 등을 논할 때 필요하게 되는 선형조종미계수에 대해서는 이론적, 실험적으로 그 추정법이 제안되고 있다. 이중, 실험적 방법은 모형선에 규칙적인 강제동요를 시켜서 원하는 값들을 구하고 있으나, 한규칙 동요에 대해서 그 주파수에 대한 값만 나오므로 넓은 범위의 운동주파수에 걸쳐 미계수의 값들을 얻고자 할 때는 방대한 회수의 실험을 행해야 한다, 이러한 단점을 개선하기 위해 고안된 것이 본 논문에서 취급하는 Transient Maneuvering Method(TMM)로서, 기본원리는 모형에게 과도적 운동을 시켜 그로 인한 동유체력을 계측하고 이를 Fourier 변환하므로서 여러가지 주파수에 대한 미계수의 값을 얻게 되는 것이다. 종래의 이 분야 연구자들은 모형을 움직일 때 전동모터를 사용했으나 모터를 사용할 경우 원하는 과도 운동을 충분히 시킬 수 없으므로 본 논문에서는 유압 펌프를 사용하여 좋은 효과를 얻었다. 그 외에도 입력신호를 다소 개량하여 최종결과의 S/N비를 개선하는데 성공하였다. 실험에 사용한 모델은 Todd의 계열 60(Cb=0.7) 2M급이고, 이 결과를 종래의 PMM 시험결과와 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.151-151
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• 2023

무인잠수정의 정밀한 제어 시스템 개발에는 높은 정도의 조종 유체력 미계수 추정이 필수적이다. 전통적으로 조종 미계수는 모형을 이용한 실험(사항, Planar Motion Mechanism, Rotating Arm)과 단순한 이론과 경험을 기반으로 개발된 경험식으로 추정하였다. 그러나 최근 크게 향상된 계산기 성능의 발전은 전산유체역학의 적용성을 크게 확대하였다. 따라서 본 논문에서는 만타형 무인잠수정의 조종 유체력 미계수 추정을 위한 전산유체역학 해석기법을 개발하고자 한다. 특히, 수직 동적 PMM 시험법에 관한 해석기법을 중점적으로 개발한다. 개발된 기법을 이용하여 만타형 무인 잠수정의 6자유도 유체력을 추정하고 그 결과를 실험과 비교하여 개발된 기법을 검증한다. 본 연구에서는 1/6 모형을 이용한다. 수치해석기법 개발은 RASN 기반 상용 해석소프트웨어인 STAR-CCM+를 사용하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.103-107
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• 2005

연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기존의 기본적인 선박제원 중 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 이를 활용하면,초기 선형 설계시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.933-940
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• 2017

선박의 다양한 흘수 및 트림 조건은 조종성능 추정을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 세 종류의 흘수 및 트림 조건에서의 해상 시운전 자료를 바탕으로 하여 선체 유체력 미계수를 추정하였다. 시스템 식별법(system identification)의 하나인 수학적 최적화(mathematical optimization method) 및 Rheinmetall Defense사의 선박 운동 모델을 적용한 fast time 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 시운전 항적데이터 및 관련 시뮬레이션 자료를 이용하여 선체 유체력 미계수를 추정하였다. 최적화 된 계수를 적용한 시뮬레이션 결과는 기존 계수 추정식을 사용한 시뮬레이션 결과와 대비하여 해상 시운전 계측 결과와 유사함을 보여주었으며 추가로 진행된 2차 검증 결과에서도 상대적으로 높은 유사함을 확인하였다.