• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.23 no.6
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• pp.591-600
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• 2015

The efficiency of a powertrain system of hybrid vehicle is highly dependent on the design and control of the hybrid powertrain system. In other words, the optimal design of the powertrain systems is coupled with optimal control of the powertrain system. Therefore, the solution of an optimal design problem for hybrid vehicles is computationally and timely very expensive. For example, dynamic programming, which is a recursive optimization method, is usually used to evaluate the best fuel economy of certain hybrid vehicle design, and, thus, the evaluation takes tens of minutes to several hours. This research aims to accelerate the speed of efficiency evaluation of hybrid vehicles. We suggest a mathematical treat and a methodological treat to reduce the computational load. The mathematical treat is that the dynamics of system is discretized with sparse sampling time without loss of energy balance. The methodological treat is that the efficiency of the hybrid vehicle is inferred by characteristic loss evaluation that is computationally inexpensive. With the suggested methodology, evaluating a design candidate of hybrid powertrain system is taken few minutes, which was taken several hours when dynamic programming is used.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.13-16
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• 2012

본 논문에서는 항공기의 제어 안정성(Control Stability)과 조종성(Controllability), 그리고 기계 하중을 줄여 구조와 공기역학적인 안정성을 향상시키기 위해 고양력장치(High-lift Device)인 플랩에 탭이 추가된 익형을 설계하였다. 이 과정에서 한정된 해석자원 때문에 많은 설계조건을 해석하는데 어려움이 있었다. 이를 해결 하기위해 얇은 익형 해석(Thin Airfoil Theory)을 이용하여 지정된 설계구속조건을 통해 시위선을 지정하고 이를 바탕으로 두께를 부여하여 최종적인 익형을 설계하였다. EDISON CFD 2.0 Solver를 이용해 최종 설계한 익형의 성능을 해석하였다. 이를 바탕으로 플랩만 존재하는 익형에 비해 양력손실률이 15%이하로 감소하고, 힌지 모멘트가 최소인 공기역학적 익형을 산출하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.47-50
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• 2005

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 해상에서의 한국형 풍력터빈 블레이드의 최적 형상을 위 한 알고리즘을 구현하는 것이다. 풍력터빈 블레이드에서 깃익형의 공기 역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 익형 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 블레이드 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 첫 번째 수준의 설계변수는 운용범위내의 바람의 속도와 블레이드 지름, 축 회전수이며, 각 단면에서의 비틀림각과 시위길이는 두 번째 수준의 설계 변수이다. 운용범위 내의 각 설계점에서 익형의 공력 변수들과 최소에 너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 각각의 설계점에서 결과를 바탕으로 풍력발전의 설계 운용범위에서 반응면을 구성하고 구배최적화 기법을 통해 요구동력의 제약함수를 만족하고 효율을 최대로 하는 블레이드 형상을 구현하였다. 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 그 성능을 구하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.5
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• pp.1-8
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• 2002

The performance of MAV(Micro Air Vehicles) propellers is highly affected by the aerodynamic characteristics of a 2-D blade airfoil shapes. XFOIL is used to predict the lift and drag coefficients in low Reynolds Number flows. ARA-D 6%, which shows a good performance in low Reynolds Number regions, is selected as a blade airfoil. The 3-D propeller blade shape is optimized with the minimum energy loss condition, and the distribution of aerodynamic coefficients of ARA-D 6% is calculated. The designed optimal blade is compared with the Black Widow's propeller blade shape in the same conditions. The results indicate that the designed propeller installed in MAV can provide a good performance.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.648-651
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• 2010

Propeller shall have high efficiency and improved aerodynamic characteristics to get the thrust to fly at high speed for the FAR25 turboprop aircraft. That is way Clark-Y airfoil which is used to conventional turboprop aircraft propeller is selected as a blade airfoil. Javaprop program based on the Adkins method is used for aerodynamic design and analysis of propeller, Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. Slipstream displacement don't change and consider a rigid body. High efficiency propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point of FAR25 turboprop aircraft. The propeller design results indicate that could be applied to the FAR25 turboprop aircraft, through analysis of propeller aerodynamic characteristics using the CFD(Computational Fluid Dynamic).

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.13 no.3
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• pp.145-151
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• 2003

Using computational fluid dynamics (CFD) method, we investigated three-dimensional fluid flow field and particle movement with respect to the injected gas flow rate variation in typical cyclone separator system. The results of numerical investigation were deduced by coupling the analysis of fluid flow field with Wavier-stokes equation and the tracking of the particle trajectory with Langrangian approach. It was shown that the increasing of injected gas flow rate resulted in the increasing of pressure loss in the separator. This change of inner pressure had an effect on an aspect of the fluid flow in the separator. Particle movement was determined by fluid flow in the separator and was fully depended on a diameter of particles under the fixed flow rate. Increasing of injected gas flow rate was led to an increasing of the trace of particle, so the particles moved to the lower part of the separator. For this reason, the minimum diameters of the particles were decreased and increased the separation rate under the fixed particle diameter. In conclusion, the changes of injected gas flow rate have an important factor to the fluctuation of the fluid flow field and particle trajectory in the separator.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.39 no.9
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• pp.41-51
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• 2010

건물의 배수 및 통기시스템에서 나타나는 현상중에 확실한 내용이 아직 밝혀지지 않은 부분이 몇 가지 남아 있다. 이것은 19세기 말엽의 근대 위생공학의 시작 단계에서부터 잘 알려진 사실이다. 건물의 배수 및 통기시스템 운용에 대한 내용은 일반 공학과 특정 유체역학의 범위 내에서 가장 잘 이해할 수 있다. 건물의 배수 및 통기시스템의 운영에 종사했던 초기의 기술진들은 이러한 점을 잘 알고 있었으며 유체역학에 적합하게 응용한 많은 사례를 확인할 수 있었다. 제2차 세계대전이 끝나고 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며 특히 유럽에서 시작된 전후 재건 붐을 통해 배수 및 통기시스템의 설계에 좀 더 효율적인 접근이 진척되게 되었다. 이러한 배수시스템의 중심에는 배수관 내부의 오염된 공기가 배수구 또는 위생기구를 통하여 주거 공간으로 유입되는 것을 방지하는 트랩(Water Trap)이 있다. 배수트랩의 주요 기능인 봉수는 일반적으로 깊이가 40 mm에서 50 mm 정도로 위생기구의 종류에 따라 봉수의 깊이는 다소 차이가 있다. 배수관내 공기의 흐름이 중요한 것처럼 트랩의 봉수 메커니즘이 중요하기 때문에 이 메커니즘을 소홀히 여긴다면 안전한 배수시스템의 운영을 기대하기는 어렵다. 배수관 내의 공기의 흐름은 배수에 의해 유입되거나 또는 배출된다. 배수관에서 내부 압력의 불규칙한 변화로 인하여 야기되는 불안정한 배수의 흐름은 트랩의 봉수를 파괴하고 나아가 주거공간으로 오염된 공기가 새어 나갈 수 있는 통로를 제공하게 된다. 관내압력의 천이는 이로 인한 문제가 발생할 가능성이 있는 위치에 그 압력을 완화할 수 있는 장치를 설계단계에 반영하여 적용함으로써 제어할 수 있다. 건물 내부에 상당한 길이의 통기배관을 설치하는 것은 배관의 마찰손실로 인하여 천이 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 확실한 방법이 되지는 못한다. 그렇지만 통기밸브를 설치하는 것과 같이 배수관 내로 공기를 공급해주는 유입구를 건물 내부에 분산 설치하는 것이 효율적인 통기방식이 될 수 있고, 정압 천이로 인한 위험을 줄여줄 수 있다. 통기밸브는 정압 발생의 원인이 되지 않으며 단지 정압에 반응하여 더욱 기밀하게 닫히며, 약화된 압력파를 반사할 뿐이다. 고층 건물에서 배수입상관과 평행하게 설치된 통기입상관(Parallel Vent Pipe)의 경우 극히 일부분의 정압 천이 현상을 완화할 수 있다. (통기 배관의 직경이 배수 입상배관과 동일한 경우 대략 1/3 정도임), 그러므로 정압의 천이로 인한 압력 파동은 배수 시스템의 나머지 부분을 통해 전파되어 배수 트랩에 영향을 미치게 된다. 정압의 천이가 예상되는 위치에 정압천이 완화 장치(Positive Air Pressure Transient Alleviation Device)를 사용하면 배관 내부압력의 급격한 상승을 방지하여 연결된 트랩의 봉수를 보호할 수 있다. 이렇게 되면 순간적으로 발생하는 배관내 압력의 급등 현상을 90% 정도까지 완화 시킬 수 있다. 경험적으로 배수시스템에서 배관이 완전하게 막혀 과도한 정압이 발생하는 경우는 거의 없다. 이러한 경우에는 가장 낮은 위치에 있는 배수 트랩의 봉수가 깨지면서 자연스럽게 배수시스템의 압력이 해소되게 된다. 이러한 사례는 통기 방식과 상관없이 발생할 수 있다. 실제와 유사한 시뮬레이션을 통하여 통기 밸브(Air Admittance Valves)는 전면 통기 시스템 (Fully Vented System)에서 최소한 트랩의 봉수 보호용으로 적합한 것이 확인 되었다. 어떤 경우 에는 고층 건물에 더욱 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. 부압 해소용으로 통기밸브를 이용하고 정압완화용으로 정압 완화장치(PAPAs: Positive Air Pressure Transient Attenuators)를 사용하는 전면적 능동 제어시스템(Fully Engineered Designed Active Control System)이 사용자에게 육안으로는 확인하지 못하는 기능을 보장하면서 배수 시스템의 안전과 효율성에 대한 효과적인 방법을 제공하고 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.53-59
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• 2010

This research aims in finding a more optimal ejector size for evacuating engine exhaust gasses and 20% of the cell cooling air. The remaining 80% of cell cooling air pumped into the test chamber is separately exhausted from the test chamber via a discharge port fitted with flow control valves and vacuum pump. Unlike its predecessor this configuration utilizes a smaller capture area to improve pressure recovery. The modified ejector size has a diameter of 1100mm enough to evacuate 66kg/s jet engine exhaust in addition to about 20%, 24kg/s of the cell cooling air tapped from the sterling chamber. This configurations has an area ratio of the engine exit and ejector inlet of about 1.2. Simulation results of the proposed ejector configuration, indicates improved pressure recovery.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.39 no.5
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• pp.379-389
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• 2020

In this study, the flow and noise performances of high-speed fan motor unit for cordless vacuum cleaner is improved by optimizing the impeller which drives the suction air through flow passage of the cordless vacuum cleaner. Firstly, the unsteady incompressible Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations are solved to investigate the flow through the fan motor unit using the computational fluid dynamics techniques. Based on flow field results, the Ffowcs-Williams and Hawkings (FW-H) integral equation is used to predict flow noise radiated from the impeller. Predicted results are compared to the measured ones, which confirms the validity of the numerical method used. It is found that the strong vortex is formed around the mid-chord region of the main blades where the blade curvature change rapidly. Given that vortex acts as a loss for flow and a noise source for noise, impeller blade is redesigned to suppress the identified vortex. The response surface method using two factors is employed to determine the optimum inlet and outlet sweep angles for maximum flow rate and minimum noise. Further analysis of finally selected design confirms the improved flow and noise performance.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.39 no.6
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• pp.524-532
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• 2020

In this study, noise radiated from a high-speed fan-motor unit for a cordless vacuum cleaner is reduced by designing splitter blades on the existing impeller. First of all, in order to investigate the flow field through a fan-motor unit, especially impeller, the unsteady incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations are numerically solved by using computational fluid dynamic technique. With predicted flow field results as input, the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) integral equation is solved to predict aerodynamic noise radiated from the impeller. The validity of the numerical methods is confirmed by comparing the predicted sound pressure spectrum with the measured one. Further analysis of the predicted flow field shows that the strong vortex is formed between the impeller blades. As the vortex induces the loss of the flow field and acts as an aerodynamic noise source, supplementary splitter blades are designed to the existing impeller to suppress the identified vortex. The length and position of splitter are selected as design factors and the effect of each design factor on aerodynamic noise is numerically analyzed by using the Taguchi method. From this results, the optimum location and length of splitter for minimum radiated noise is determined. The finally selected design shows lower noise than the existing one.