• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.58-62
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• 2016

본 연구에서는 지면효과의 영향을 비행체의 형상에 따라 비교하기 위해 에어포일, 플랩을 장착한 에어포일 그리고 플라잉디스크를 EDISON_CFD를 통해 해석하고자 한다. 받음각 $0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$에 대하여 마하수 0.18, 단위 길이 당 레이놀즈수 $3.78{\times}10^{-5}/m$의 유동조건에서 2차원 범용 소프트웨어인 KFLOW_EDISION_13의 S-A Turbulent Model을 이용하여 지면과의 높이를 형상 코드길이를 기준으로 0.25c, 0.5c, 1c, 3c로 변경하면서 해석을 수행하였다. 그 결과 세 형상 모두 일반적인 지면효과인 지면과 가까울수록 양력계수는 증가, 항력계수는 감소하여 양항비가 증가하는 경향을 보여주었다. 하지만 일부 예외적인 부분을 확인하여 분석을 실시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권10호
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• pp.677-690
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• 2022

Actuator disk method 기반의 유동 해석자를 이용하여 수직 이착륙 복합형 비행체 중 하나인 이중 덕트 팬 항공기에 대한 공력해석을 수행하고 관련 지면 효과를 분석하였다. 회전 격자 기법을 이용한 해석결과와의 비교를 통해, 지면 효과 분석을 위한 해석자의 특성과 정확도를 함께 평가하였다. 지면과의 거리에 따른 공력 성능과 유동장 특성을 분석하였다. 지면과의 거리가 가까울수록 팬 추력은 증가하지만, 덕트, 동체, 날개의 수직력 감소로 인한 총 수직력 및 제자리 비행 효율의 저하를 확인하였다. 동체 하부의 유동장 분석으로부터 팬 후류와 지면 간의 상호작용에 의해 발생하는 지면 와류와 분수 유동을 확인하고, 이들이 비행체 공력 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 속도 프로파일 비교/검토를 통해 비행체로부터의 거리와 방향에 따른 기체 주변 아웃워시의 강도와 특성을 분석하였다. 또한 콜렉티브 피치각에 따른 지면 효과의 영향을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.369-374
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• 2007

비평면 지면 위를 비행하는 플래퍼론이 있는 날개의 비정상 공력특성을 경계요소법을 사용하여 연구하였다. 시간 전진법을 사용하여 채널과 지면 위를 비행하는 날개 및 플래퍼론의 움직임에 따른 후류의 형상을 모사하였다. 지면 위 또는 채널 내를 비행하는 날개의 공력계수는 플래퍼론의 주기운동에 따라 일정한 루프로 나타난다. 플래퍼론 변화에 따른 롤링모멘트는 지면 위를 비행하는 날개와 채널 내를 비행하는 날개가 동일한 결과를 나타내었다. 피칭모멘트는 지면에서 보다 채널 내를 비행할 때 플래퍼론의 움직임에 따라 더 큰 변화폭을 나타내었다. 본 연구를 통해 비평면 지면 위를 비행하는 운송체의 안정성 해석에 필요한 다양한 공력계수 확보가 가능하다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.43.2-43.2
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• 2005

• 한국항공우주학회지
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• 제50권9호
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• pp.599-608
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• 2022

로터 시스템을 사용하는 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)는 이착륙 시 버티포트(Vertiport)에서 지면 효과를 경험하게 된다. UAM의 안전한 운용을 위해서는 지면 효과가 비행체의 공력성능에 미치는 영향성이 선행적으로 분석되어야 한다. 본 연구에서는 Lattice Boltzmann Method (LBM)를 적용하여지면 효과가 동축 반전 프로펠러를 장착한 쿼드콥터 형상 전기동력 수직이착륙기 전기체의 공력성능 및 후류 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 동축 반전 프로펠러 시스템의 상하부 프로펠러에서 지면 효과 영향성은 상이하게 관찰되었다. 지면과의 이격 거리가 변화하더라도 상부 프로펠러의 성능에는 큰 변화가 없었지만, 지면과 가까워질수록 하부 프로펠러에서는 평균 추력과 토크 값이 크게 증가하였다. 또한 이격 거리가 감소함에 따라 추력 변동의 진폭이 증가하는 경향성이 나타났다. 지면 효과에 의해 프로펠러 후류는 하류 방향으로 충분히 전파되지 못하고 지면을 따라 발달한 Outwash 흐름에 의해 확산되었다. 프로펠러 시스템 사이에서 지면 확산 유동이 충돌하는 분수 와류(Fountain Vortex)의 형성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권6호
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• pp.483-488
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• 2007

경계요소법을 이용하여 동체에 탠덤 날개를 결합한 FAST가 비평면 지면을 비행할 때의 공력 특성을 파악하였다. 본 수치해석 기법을 이용하여 계산한 결과를 실험 및 타 전산해석 결과와 비교하여 검증을 수행하였다. 날개-동체를 결합한 운송체의 공력 특성을 분석하여 안정성 확보 및 충분한 공기부상력을 가지도록 운송체 상부의 탠덤 날개를 배치하는 공력설계를 수행하였다. FAST에서 탠덤 날개가 동체의 전두부와 후두부에 위치하고, 하단 익단판을 설치하였을 때 최대 양력 성능을 얻을 수 있었다. FAST의 안정성은 탠덤날개의 플래퍼론을 이용하여 확보 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.12-17
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• 2006

채널 및 레일과 같은 비평면 지면 위를 비행하는 날개들의 정상상태 공력특성 및 종방향 정안정성을 경계요소법을 사용하여 연구하였다. 펜스의 높이가 날개의 위치보다 높을 경우, 펜스와 날개와의 거리가 작아질수록 양력이 증가하고 피칭다운 모멘트가 커졌다. 레일의 폭이 날개 스팬보다 넓을 때, 레일의 높이가 낮을수록 양력이 증가하고 유도항력이 감소하였다. 종방향 정안정성 측면에서 단일 날개의 경우 비평면 지면보다 평지에서 안정한 결과를 나타내었다. 종렬배치형 날개의 경우 채널내를 비행하는 날개가 평지보다 비평면 지면에서 안정적이었다. 본 연구결과는 초고속운송체의 설계에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.26-37
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• 2023

도시 교통 혼잡과 환경 문제에 대한 대안으로 차세대 비행체 Urban Air Mobility(UAM) 항공기 개발이 주목받고 있다. 이를 위해, UAM 항공기가 수직이착륙할 수 있는 플랫폼인 버티포트(Vertiport) 역시 논의되고 있다. 버티포트로 인한 지면 효과는 UAM 항공기의 공력과 소음 특성에 직접적인 영향을 미친다. UAM 항공기는 인구가 밀집된 도심에서 운용되므로 엄격한 소음 규제가 예상되므로, 설계단계에서 공기역학적 현상과 공력 소음의 정밀한 예측이 요구된다. 본 연구에서는 Lattice-Boltzmann Method(LBM) 시뮬레이션과 투과면 기반의 Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 음향상사법을 이용하여 지면 효과에 대한 공력, 유동장, 원거리 소음 방사 특성을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.149-156
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• 2007

본 연구에서는 한국의 차세대 해양 운송 시스템 구축의 일환으로 개발 중인 소형 위그선의 주익 및 수평 미익의 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조안정성과 경량화를 위해 스킨-스파-폼 샌드위치 구조를 채택하였으며 탄소/에폭시 복합재료를 주로 적용하였다. 구조 안전성 및 안정성 평가를 위해 상용 유한 요소 코드인 NASTRAN을 활용하였으며 단계별 구조 설계 변경을 통해 최종 설계 요구 조건을 만족시켰다. 또한 동체와 연결 부위는 용이한 장탈착과 20년 이상의 피로 수명을 보장할 수 있도록 8개의 고강도 볼트를 이용한 삽입 볼트 형태의 구조를 채택하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.971-976
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• 2011

본 논문은 원거리에 떨어진 작전지역으로 정찰로봇을 발사하여 투하하기 위해서 필요한 보호체의 설계개념에 대해서 서술한다. 개발된 보호체는 발사, 비행, 착지과정에서 발생하는 외부의 충격으로부터 내부에 위치한 정찰로봇을 보호하며 목표지점에 도달하게 되면 해제기구에 의해 자동으로 보호체 외피가 분리.개방되어 내부의 정찰로봇이 용이하게 보호체를 이탈하여 정찰임무를 수행하도록 한다. 보호체와 정찰로봇의 유한요소 모델링을 통해서 지면과의 낙하충돌에 의한 충격해석을 수행하였으며 실제 실험결과와도 비교하여 모델링의 유효성을 분석하였다. 낙하테이블을 이용한 충격시험을 통해서 실리콘 재질로 충전된 보호체가 외부의 충격을 효과적으로 완화하여 내부의 정찰로봇을 보호하고 있음을 관찰하였다.