• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.365-370
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• 2013

현대에 이르러 초음속 운영 영역에서의 항공기에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나, 음속 폭음 현상과 충격파 현상에서 야기된 높은 항력 및 연료 효율성 저하로 인하여 그 한계에 부딪치고 있다. Busemann 복엽 익형은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 형상이며, 상하 형상에 의한 파동 상쇄효과 및 파동 감소효과를 통해 충격파의 강도와 음속 폭음 효과를 감소시키는 형상이다. 하지만 본 익형은 탈설계 조건에서 항력 계수가 급격하게 증가하는 등의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 EDISON_CFD를 이용하여 Busemann 복엽 익형의 주변 유동 특성에 대하여 면밀한 고찰을 수행하였다. 우선 Busemann 복엽 익형의 초기 형상에 대한 유동 조건별 해석을 통하여 탈설계 조건에서의 항력 성능 저하 문제에 대한 고찰을 하였다. 이후 3개의 형상 변수에 대한 매개 변수 연구를 통하여 익형의 각 형상 변수가 탈설계 영역 및 해당 영역에서의 최대 항력 계수에 미치는 영향에 대한 고찰을 수행하였으며, 이를 통하여 기존 형상보다 좁은 탈설계 구간을 가지고, 최대 항력 계수가 약 34.8% 감소한 부스만 복엽 익형을 설계하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.299-304
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• 2013

초음속 조건에서 Busemann biplane은 충격파의 중첩에 의해 항력 감소가 일어난다. 그러나 받음각이 증가 할 경우, 앞전에서 궁형 충격파가 발생하여 항력이 급격하게 증가한다. 이에 본 연구에서는 busemann biplane에 플랩을 주어 궁형 충격파를 감소시킬 수 있는 flap biplane의 플랩 길이와 각도의 변화에 따른 공력 성능의 변화를 분석하였다. Flap biplane의 공력성능을 기본 biplane형상 및 diamond airfoil과 비교한 결과, 동일한 양력 조건에서 항력은 diamond airfoil에 비해 약 75%정도 감소함을 확인하였다. 그리고 플랩의 길이와 양항비는 선형의 관계가 있음을 확인하였고, 특정한 플랩의 각도에서 최대 양항비가 도출된다는 사실을 확인하였다. 마지막으로 전압력의 감소를 충격파의 강도로 정의하고, 이를 비교한 결과 flap biplane의 전압력 감소가 diamond airfoil에 비해 약 25%정도가 더 작게 나타난 사실로 부터 flap biplane의 소음 감소 효과를 유추할 수 있었다. flap biplane은 초음속 영역에서 항력과 소음의 감소에 효율적인 익형임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.799-807
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• 2010

폴리머 첨가제에 의한 항력감소 난류 채널 유동에 대한 직접수치모사를 스펙트럴 기법을 통해 수치적으로 해석하였다. 마찰속도 및 채널 높이의 절반으로 무차원화한 레이놀즈수는 395 이며, 폴리머 첨가제에 의해 발생하는 폴리머 응력은 FENE-P 모델을 통해 고려하였다. 폴리머 분자의 이완 시간 및 최대 연신 한계와 같은 FENE-P 모델 인자는 항력감소율에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 항력감소율이 낮은 유동과 높은 유동에 대해 항력감소에 따른 난류 통계량의 변화를 조사하였다. 또한, 동일한 항력감소율을 갖는 유동에 대해, 서로 다른 FENE-P 모델 인자가 난류 통계량의 변화에 미치는 영향도 조사하였다. 최종적으로, Li 등(2006) 이 제시한 유변학 인자들과 항력감소율과의 상관관계식을 본 수치해석 결과를 통해 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.808-813
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• 2012

본 연구는 정방형주의 후류측으로 분리된 분할판(Detached splitter plate)을 설치한 경우 정방형주의 항력저감특성을 분할판의 폭과 정방형주 후면에서부터 분할판까지의 간격을 변수로 하여 양 항력측정 실험으로 파악한 것이다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 양 항력의 시간변화를 측정해 본 결과 정방형주의 후류측에 분리된 분할판을 설치한 경우가 본래의 정방형주에 비해 양력의 진폭이 대폭 감소했다. 분할판의 폭비를 고정시킨 경우 정방형주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 같은 간격비에서는 분할판의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 컸으며, 폭비 H/B=1.5, 간격비 G/B=0.5에서 최대 24.2%의 항력감소율을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.23-32
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• 2016

초고속으로 비행하는 물체의 항력을 줄이기 위해 노즈콘으로부터 제트를 분사하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 항력감소의 기초자료와 핵심 변수를 파악하기 위해서 미국의 항력감소용 분사 제트 연구 동향을 조사하고 요약하였다. 연구에 활용한 노즈콘 모델의 형상은 반구 실린더, 잘린 콘, 재돌입 캡슐이었으며, 각 모델의 시험조건에 대해 정리하였다. 항력감소의 핵심 변수는 분사제트의 마하수, 질량유량, 압력비율이다. 항력감소효과는 주어진 조건에 따라 다양한 결과를 보였지만, 최대 40~50% 정도까지 항력이 감소하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제2권
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• pp.57-80
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• 1994

항공기에 사용되는 2차 조종면은 플랩, 탭, 스포일러 등 여러 종류가 있으며 이중 spoiler는 공력제어 기능을 가지고 항공기의 조종성에 영향을 미치는 조종면으로 속도 감속이나 옆놀이 조종용으로 사용된다. 본 연구에서는 비행제어용 spoiler 기능과 고양항력을 얻을 수 있는 새로운 장치인 고양항력 panel에 대한 공력특성 및 비행제어 특성에 대하여 연구하였다. 이러한 고양항력 panel은 재래식인 spoiler가 양력을 감소시키고 항력만 증가시키는 장치인데 반하여 양력과 항력을 동시에 증가 시킬 수 있는 새로운 장치로서 날개의 앞전 윗면에 스팬방향으로 설치하여 슬롯효과를 발생시킴으로써 최대 양력 받음각에서 앞전에서의 박리를 막아 비행기의 착륙시 양력의 급작스러운 감소로 인한 불안정성을 감소시키게 된다. 본 논문에서는 직사각형 날개 및 FA-200모형의 날개위에 고양항력 panel을 설치하여 풍동실험 및 수치계산을 한 결과를 기술하였다. 실험결과 직사각형 날개의 경우 고양항력 panel의 위치는 날개의 앞전에 설치할 경우 고받음각에서 실속지연의 효과와 함께 후방실속의 특성을 향상 시킬 수 있으며, 항력의 증가로 인한 스포일러 효과를 얻을 수 있다. 양항비특성은 고양항력 panel을 날개의 앞전에설치하고, 그폭이 시위의 1/5이고, 붙임각 ${\theta}$가 $10^{\circ}$, 높이가 시위의 3/20일때 받음각 $18^{\circ}$ 이후에서 우수한 특성을 나타내었다. FA-200 모형의 경우 옆놀이 모멘트계수는 받음각이 작을 때 고양항력 panel의 슬롯간격과 붙임각이 작을수록 커지나 받음각이 커지면 붙임각이 커짐에 따라 증가함을 알 수 있다. 또한 키놀이 모멘트계수는 크게 변화하지 않으나 항력 특성은 고양항력 panel의 붙임각이 증가함에 따라 증가하였다. 고양항력 panel의 붙임각이 큰 범위에서 (${\theta}$ =$10^{\circ}$) 공기력의 증가는 고양항력 panel의 시위가 날개시위의 30%이고 슬롯의 폭이 날개시위의 10%일때 증가하는 결과를 얻을 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.475-478
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• 2002

Maximum drag reduction (MDR) in turbulent channel flow by polymer additives is studied by direct numerical simulation. An Oldroyd-B model is adopted to express the polymer stress because it is believed that MDR is closely related to the elasticity of the polymeric liquids. The Reynolds number based on the bulk velocity and the channel height is 40000. MDR in the present study is $44{\%}$ and this is in a good agreement with the Virk's asymptote. Turbulence statistics are also in good agreements with the experimental observation. In the 'large drag reduction', the decrease of turbulent kinetic energy is compensated by the increase of energy transfer from the polymer to the flow. Therefore, MDR is a dynamic equilibrium state of the energy transfer between the polymer and the flow.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.591-596
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• 2014

본 논문에서는 EDISON_전산열유체 시스템을 활용하여 군집주행 형태 변화에 따른 항력계수 및 연료효율 변화를 분석하였다. 해석 대상은 자동차 형상을 단순화한 모델인 아흐메드 형상(Ahmed body)을 이용하였다. 동종차량 간 거리변화에 따른 항력계수 및 연료효율의 변화, 이종차량의 배열순서변화에 따른 항력계수 및 연료효율을 분석하며 연구를 수행하였다. 연구 결과, 4대의 동종차량 군집주행시 항력계수를 최대 69% 감소할 수 있으며 이에 따라 km 당 0.073L의 연료를 절감할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.243-247
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• 2015

본 연구는 상류측에 작은 삼각주를 가진 정방형주의 유체력 저감 특성을 양 항력 측정 실험으로 파악한 것이다. 실험파라메터는 정방형주 한 변의 길이에 대한 삼각주의 폭비(H/B=0.2~0.6) 및 정방형주 전면에서부터 삼각주까지의 거리 (G/B=0~3) 로 했다. 삼각주의 폭비를 고정시킨 경우 정방형주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 또한 같은 간격비에서는 삼각주의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 증가했으며, 폭비 H/B=0.6, 간격비 G/B=1.5일 때 최대 78.5%의 항력감소율을 보였다. 정방형주의 양력감소율은 수직평판의 폭비 및 간격비에 거의 영향을 받지 않았으며, 양력감소율의 평균치는 52.4% 정도였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권2호
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• pp.156-162
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• 2013

본 연구는 정방형주의 후류측 중심에 분리된 분할판(Detached splitter plate)을 설치한 경우 정방형주의 주위의 유동장을 최신와법으로 파악한 것이다. 레이놀즈 수 $Re=1.0{\times}10^4$ 및 분할판의 폭을 정방형주 한변의 길이(B)로 고정시키고, 특히 항력감소율이 최대인 간격비에 촛점을 맞추어 분할판 유, 무에 따른 정방형주에 주위의 순간 및 평균 속도장 및 압력장을 시뮬레이션하였고, 양, 항력계수의 시간변화도 계산하였다. 계산결과는 측정된 항력계수 및 압력분포와 잘 일치하였다. 분할판 설치에 의해 분할판의 상하부에 서로 반대방향의 볼텍스가 발생했고, 이 볼텍스가 정방형주 뒷면의 압력을 상승시켜 항력을 감소시켰음을 명확하게 나타냈다.