• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.984-991
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• 2009

본 연구에서는 충격파 및 유동박리효과를 고려하여 항공기 동체-날개 형상(DLR-F4)에 대한 천음속 공탄성 응답해석을 수행하였다. 시간 영역에서 전산유체역학, 유한요소모델 및 전산구조동역학 기법을 활용한 유체-구조 연계시스템을 적용하여 공탄성 해석을 수행 하였으며, 이를 이용하여 비행체의 설계에 정확하고 유용한 결과를 제시할 수 있다. 천음속 영역에서 항공기 동체-날개 형상에 대해 비선형 비정상 공력해석을 수행하기 위하여 6면체 구조 격자를 생성하였고, Navier-Stokes 방정식을 적용하였다. 항공기 동체-날개 형상의 정적 및 동적 공탄성 응답 특성을 파악하였고, 항공기 설계 및 시험 연구자에게 실제적이고 유용한 결과를 제시할 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.161-164
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• 2002

In the present study, a passive control method, using the porous wall and cavity system, is applied to the shock wave/boundary layer interactions in transonic moist air flow. The two-dimensional, unsteady, compressible Navier-Stokes equations, which are fully coupled with a droplet growth equation, are solved by the third-order MUSCL type TVD finite difference scheme. Baldwind-Lomax turbulence model is employed to close the governing equations. In order to investigate the effectiveness of the present control method, the total pressure losses of the flow and the time-dependent behaviour of shock motions are analyzed in detail. The computed results show that the present passive control method considerably reduces the total pressure losses due to the shock/boundary layer interaction in transonic moist air flow and suppresses the unsteady shock wave motions over the airfoil, as well. It is also found that the location of the porous ventilation significantly influences the control effectiveness.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권3호
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• pp.53-58
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• 2012

Steady flow simulations through a high pressure turbine guide vanes were carried out. The main objective of the present work is to study the performance of turbulence models on the steady flow prediction from aerodynamic and aerothermal points of view. Three turbulence models were compared, namely SST, k-${\omega}$ and ${\omega}$-Reynolds stress models. The laminar results were also compared. The comparison was done with emphasis on the isentropic Mach number and heat transfer coefficient along the blade, and total pressure loss in the wake region. The calculated isentropic Mach number showed reasonable agreement with experimental data along the blade surface for all three turbulent models. For the total pressure loss in the wake region, ${\omega}$-Reynolds stress model showed the best agreement with the experimental data. However, unless using an appropriate transition model, the heat transfer coefficients of all three turbulent models showed poor agreement with experimental data.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.12-18
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• 2006

고속 항공기의 천음속 버펫 발단을 예측할 수 있는 새로운 정상 접근 방법을 개발하였다. 본 논문에서는 버펫 발단까지 정상 유동장으로 가정하였다. 본 연구는 다양한 정적 공력 변수들의 급격한 변화 분석을 포함하고 있다. 이러한 급격한 변화는 천음속 버펫의 발단을 지시한다. 본 연구에서 고려된 다양한 공력 변수 가운데 압력 중심점 변화가 가장 명확한 천음속 충격파 버펫 발단 지시자임을 보여준다. 이러한 새로운 정상 접근 방법은 박리기포를 수반하는 익형이나 큰 후퇴각과 작은 종횡비를 갖는 날개의 천음속 버펫 발단 예측에 적용할 수 있다. 버펫 시험결과와 비교하여 좋은 일치를 얻었다. 새로운 정적 접근 방법 결과를 기초로, 압력 중심점 변화 곡선의 급격한 기울기 변화는 항공기 전 기체 형상에 대한 정상 시험 방법 버펫 발단 지시자로 새롭게 제시할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.702-710
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• 2011

본 연구에서는 외부유동현상 해석에 오픈 소스 기반의 전산유체역학 프로그램인 OpenFOAM의 적용가능성을 검토하였다. 이를 위해 초음속, 천음속, 아음속 유동 영역에서 각 부분에 대표적인 해석 케이스를 선정하고 OepnFOAM에서 제공하는 해석자를 사용하여 해석을 수행했으며 해석 결과를 실험 결과 및 타 전산유체역학코드와 비교하였다. 충격파가 발생하는 초음속과 천음속 영역에서 충격파 예측의 정확도를 확인할 수 있었으며 경계 조건에 따른 결과의 정확도를 비교하였다. 아음속 유동 영역에서는 큰 박리가 일어나는 해석 케이스를 선정하여 복잡한 유동장하에서 OpenFOAM의 해석 정확도를 확인하였다. 위의 연구 결과를 바탕으로 OpenFOAM의 활용가능성과 한계를 확인하였고 이를 바탕으로 향후 OpenFOAM을 기반으로 수행할 연구 내용을 제시하였다.

• 기계저널
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• 제29권4호
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• pp.376-384
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• 1989

압축성 유동은 유동의 속도(Mach 수)에 따라, 아음속에서 초음속으로 바뀜에 따라 지배 방정 식의 형태가 바뀜은 물론이고 천음속에서는 아음속과 초음속이 공존하므로 지배방정식 자체도 두 가지 형태가 공존하는 어려움이 앞선다. 또한 압축성 유동장에서는 비압축성 유동장에서는 없는 충격파를 전후하여 유동변수들의 큰 불연속이 존재하게 되고, 이러한 불연속선을 유한한 크기의 계산격차를 사용하여 정확하게 해석한다는 것이 그렇게 쉬운 일이 아니다. 또한 저속의 비압 축성 유동에 비하여 일반적으로 보다 많은 독립변수들을 동시에 다루어야 하므로 대형컴 퓨터 용량과 빠른 계산속도를 요구하게 되며 국내에서는 2∼3년 전까지만 하더라도 실질적인 연구가 매우 어려운 실정이었다. 따라서 본 글에서는 최근 들어 대학실험실에 고성능 퍼스널 컴퓨터의 도입과 더불어 활발하게 진행되고 있는 압축성 유동의 수치해석 연구에 대하여 그 동 안의 국내연구 결과들을 모아 분류, 정리해 보고 앞으로의 연구에 대하여 간단히 언급해 보고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.445-451
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• 2018

본 논문에서는 현재 한국항공우주학회 공기역학부문위원회에서 주관하고 있는 EFD-CFD 비교 워크숍의 여러 과제 중 CASE 4 삼각날개(Delta Wing)의 천음속영역의 유동해석 결과를 작성하였다. 풍동실험은 추후에 진행될 예정이며, -5~20도 받음각 영역에서의 CFD 해석을 수행하였다. 해석을 수행한 마하수는 0.7, 0.85, 1.2이다. 삼각날개의 적합한 해석조건을 찾기 위해서 기준격자 크기를 조절하여 격자의존성 해석을 수행하였고, 선택한 격자로 받음각 변화에 따라 양력계수와 항력계수의 경향을 파악하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권1호
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• pp.53-59
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• 2011

In this study, steady and unsteady aerodynamic analyses of a huge rocket configuration have been conducted in a transonic flow region. The launch vehicle structural response are coupled with the transonic flow state transitions at the nose of the payload fairing. Before performing the coupled fluid-structure transonic aeroealstic simulations transonic aerodynamic characteristics are investigated for the pitching motions of the rocket at finite angle-of-attack. An unsteady CFD analysis method with a moving grid technique based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with the k-w SST transition turbulence model is applied to accurately predict the transonic loads of the rocket at pitching motion. It is shown that the fluctuating amplitude of the lateral aerodynamic loads imposed on the rocket due to the pitching motion can be significantly increased in the transonic flow region.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권4호
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• pp.93-102
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• 2012

Once the condensation of water vapor in moist air around a thin airfoil occurs, liquid droplets nucleate. The condensation process releases heat to the surrounding gaseous components of moist air and significantly affects their thermodynamic and flow properties. As a results, variations in the aerodynamic performance of airfoils can be found. In the present work, the effects of upstream Mach number and thickness ratio of airfoil on the transonic flow of moist air around a thin airfoil are investigated by numerical analysis. The results shows that a significant condensation occurs as the upstream Mach number is increased at the fixed thickness ratio of airfoil($\epsilon$=0.12) and as the thickness ratio of airfoil is increased at the fixed upstream Mach number($M_{\infty}$=0.80). The condensate mass fraction is also increased and dispersed widely around an airfoil as the upstream Mach number and thickness ratio of airfoil are increased. The position of shock wave for moist air flow move toward the leading edge of airfoil when it is compared with the position of shock wave for dry air.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권5호
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• pp.666-674
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• 2002

A rapid expansion of the moist air or stream through transonic nozzle often leads to not-equilibrium condensation shock, causing a considerable amount of energy loss to the entire flow field. Depending on amount of heat released, condensation shock wave occurs in the nozzle and interacts with the boundary layer flow. In the current study, a passive control technique using a porous wall with a plenum cavity underneath is applied for purpose of alleviation the condensation shock wave in a transonic nozzle. A droplet growth equation is incorporated into two-dimensional wavier-Stokes equation systems. Computations are carried out using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme with a second-order fractional time step. An experiment using an indraft transonic wind tunnel is made to validate the present computational results. The results obtained show that the magnitude of condensation shock wave is reduced by the current passive control method.