• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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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.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.8
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• pp.799-807
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• 2010

Direct numerical simulations (DNS) of turbulent channel flow for which the drag is reduced by using polymer additives have been performed by a pseudo-spectral method. The Reynolds number based on the friction velocity and half-channel height is 395, and the polymeric stresses due to the polymer additives are evaluated using the FENE-P (finitely extensible nonlinear elastic-Peterlin) model. The numerical results show that the drag reduction rate is significantly affected by the parameters used in the FENE-P model, such as the maximum extensibility and relaxation time of the polymer molecules. The turbulence data for both low- and high-drag reduction regimes are analyzed. In addition, the effects of FENE-P model parameters on the flow characteristics have been investigated for the same drag reduction rate due to the polymer additives. Finally, the present DNS results have been used to verify the correlation between rheological parameters and the extent of drag reduction, which was suggested by Li et al. (2006).

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.6
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• pp.808-813
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• 2012

The Characteristics of the drag reduction of a square prism having a detached splitter plate at the wake side were investigated by measuring of lift and drag on the square prism. The experimental parameters were the width ratios(H/B=0.5~1.5) of splitters to the prism width and the gap ratios (G/B=0~2) between the prism and the splitter plate. As the results the amplitude of the lift on the square prism having a detached splitter plate was remarkably decreased by comparison with the prototypical square prism. The drag reduction rate of the square prism was increased with H/B in case of the same G/B, and was increased and decreased with G/B in case of the same H/B. The maximum drag reduction rate was represented by 24.2% at H/B=1.5 and G/B=0.5.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.1
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• pp.23-32
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• 2016

Various studies have been conducted for drag reduction of a high-speed vehicle by injecting counterflow jet from its nose cone. In this study, in order to obtain baseline data and key parameters for drag reduction method, the counterflow jet study of the USA is reviewed and summarized. The nose cone shapes of each study are hemisphere cylinder, truncated cone, and reentry capsule, and their test conditions are summarized accordingly. Key parameters for drag reduction are jet mach number, mass flow rate, and pressure ratio. Even though drag reduction effects show various results according to given test conditions, it is found that the drag reduction effect reaches up to 40~50%.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.2
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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.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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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.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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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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• v.39 no.3
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• pp.243-247
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• 2015

The characteristics of the fluid force reduction of a square prism having a small triangular prism at the upstream side was investigated by measuring of lift and drag on the square prism The experimental parameters were the width ratios (H/B=0.2~0.6) of triangular prisms to the prism width and the gap ratios (G/B=0~3) between the square prism and the triangular prism. The drag reduction rate of the square prism was increased and then decreased with G/B in case of the same H/B, and was increased with H/B in case of the same G/B. The maximum drag reduction rate was represented by 78.5% at H/B=0.6 and G/B=1.5. The lift reduction rate of the square prism was hardly not affected by the width and gaps ratios, the average value was about 52.4%.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.2
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• pp.156-162
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• 2013

The characteristics of the unsteady flowfield of a square prism having a detached splitter plate at the wake side were investigated by advanced vortex method. The instantaneous and average velocity field and pressure field around a square prism without and having splitter plate were calculated by forcing the gap ratio having the maximum drag reduction rate, at Reynolds number $Re=1.0{\times}10^4$ and the width ratio H/B=1.0 of splitter to the prism width. The drag and lift coefficients on the square prism were also obtained. The calculated results agree with the measured drag coefficients and pressure distributions on the square prism. The vortices of the opposite direction at upside and down side of the splitter plate were generated by installing of the plate. And the drag on the square prism was decreased by increasing of the pressure of back face of the prism with the vortices.