• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.2-2
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• 2009

전통적으로 선박 프로펠러의 설계에 사용되는 수치해석방법을 소개하고, 점성유동장에서 작동하는 프로펠러의 해석을 포텐셜 이론을 적용해서 수행하는 방법을 소개한다. 캐비테이션 해석 등 최근의 프로펠러 주위 유동의 해석에 CFD가 적용되는 예를 보이고, 프로펠러의 성능 검증을 위해 실제 선박에서 수행되는 실험의 예를 보이고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권1호
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• pp.7-11
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• 2015

최근 무인기와 초소형비행체를 위한 프로펠러 연구수요가 증가하고 있다. 일반적인 프로펠러와 다른 점은 저 레이놀즈수 유동조건에서 구동된다는 점이다. 본 연구는 저 레이놀즈수 유동조건에서 비행하는 인간 동력 항공기를 위한 프로펠러 공력설계 및 성능해석에 관한 연구다. 저 레이놀즈수 유동조건에서 발생하는 공력천이현상을 고려한 3차원 공력특성 변화를 정확히 반영하지 못하는 상용 프로그램의 단점을 보완하여 프로펠러 공력설계 및 성능해석이 가능한 프로그램을 개발했다. 개발된 프로그램으로 인간 동력 항공기 설계요구조건에 충족하는 프로펠러 공력설계 및 성능해석을 수행하였다. 또한 프로펠러 회전수와 장착각도 변화에 따른 성능변화를 예측하여 비행당시 상황에 따라 비행 가능한 성능출력이 가능하도록 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.310-315
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• 2017

최근 건조되는 선박은 연료소비량을 절감하고 안락한 운항을 위해서 고효율 프로펠러를 부착하고 있다. 이와 같이 고효율 프로펠러가 탑재됨에 따라 이전의 프로펠러 특성을 고려한 프로펠러 감쇠방법을 이용하여 해당 축계의 비틀림진동 해석을 할 경우에는 해석 오차가 많이 발생되고 있다. 이러한 오차는 고효율 프로펠러의 개발이 지속됨에 따라 더욱 커질 것으로 예상된다. 본 논문에서는 비틀림진동 해석에 적용되고 있는 각종 프로펠러 감쇠 적용방법들에 따른 해석 편차를 검토하였다. 또한 고효율 직결식 10MW급 프로펠러를 적용한 선박들을 대상으로 프로펠러 감쇠 적용방법에 따른 해석치와 계측 결과를 비교 검토하여 현 시점에서 사용상 적절한 프로펠러 감쇠방법을 제시하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.193-201
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• 2013

프로펠러는 인간동력 항공기 추진시스템의 중요한 구성품이다. 높은 프로펠러 효율을 얻기 위하여 프로펠러는 큰 지름을 가지고 느리게 구동된다. 프로펠러는 인간동력 항공기용 프로펠러 설계 프로그램을 사용하여 설계되었다. 프로펠러의 피치는 지상에서 조정이 가능하다. 본 논문에서는 여러 가지 변수에 대하여 설계에 사용된 동일한 프로그램을 통하여 프로펠러의 성능 해석을 수행하였다. 또한, 파일롯의 체력이나 비행속도의 변화에 따른 탈 설계점 해석도 수행하였다. 설계된 프로펠러는 카본 복합재의 초경량 구조로 제작되어 총 950g의 무게로 제작되었다. 제작된 프로펠러는 아이언 버드에서의 지상 성능 시험을 통하여 속도 및 동력을 측정하고 튜닝을 수행하여 실기에 장착되어 최종적으로 291 m 비행에 성공하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.209-214
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• 2001

RANS 방정식의 수치해법을 사용해서 tractor와 pusher 방식의 포드 프로펠러 주위 점성유동을 계산함으로써 포드형 전동 추진기의 추진 특성을 파악하고자 하였다. 본 연구에 사용한 수치해석 방법을 검증하기 위하여 최근 국내에서 모형 실험이 수행된 포드 프로펠러 형상에 대해 수치계산을 수행하고, 계산으로부터 얻어진 tractor와 pusher 방식의 포드 프로펠러에 대한 단독 성능을 실험 결과와 비교하였다. 또한, 포드에 작용하는 압력 및 프로펠러 날개 주위의 유동을 분석함으로써, 포드가 프로펠러의 추진 성능에 미치는 영향과 tractor와 pusher 추진 방식의 특성을 살펴보았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.11-22
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• 2001

프로펠러-WIG(Wing in Ground Effect)선의 상호작용 및 성능을 포텐셜 유동에 의해 해석하였다. 프로펠러는 보오텍스 격자법(VLM)을 사용하였고 WIG선은 포텐셜 기저 패널법을 사용하여 각 경계조건을 만족시키면서 반복계산을 통하여 상호작용 및 성능을 해석하였다. 자유수면은 강체로 가정하여 경상법을 사용하였다. 프로펠러-WIG의 상호작용 및 성능을 해석하기에 앞서 발표된 실험결과와 계산결과가 있는 MP101 프로펠러와 MR-21 타의 상호작용 및 성능해석을 수행하여 개발된 프로그램의 정도를 검증하였다. 프로펠러-WIG선의 상호작용해석은 프로펠러의 부착위치, 직경 및 회전수의 변화에 따른 비행고도 높이 변화에 대한 양력 및 피치모멘트를 계산하여 비교하였다. 날개 앞에 부착된 프로펠러는 WIG선의 양력을 급격히 향상시키며 정적안정성을 향상시킴을 알았다. 따라서 적절한 프로펠러의 크기, 부착위치 및 회전수의 선택이 PARWIG선의 성능향상을 위해 필수적임을 알았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.917-926
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• 2012

본 연구는 고효율 복합재 프로펠러를 개발하기 위하여, 항공기 프로펠러 효율 특성 해석을 수행하였다. 비선형 수치해석을 이용하여 프로펠러의 공력 특성을 분석하고, 풍동 실험결과와 비교 분석하였다. 유동해석코드는 비선형 유동방정식인 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stocks)를 수치해석화한 코드를 사용하였다. 해석 결과, 수치해석을 통하여 얻어진 프로펠러의 추력 및 출력계수는 실험결과와 비교하여 다소 높게 분석되었으며, 추력과 출력의 비로부터 계산된 프로펠러 효율은 실험결과와 잘 부합하는 것으로 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.461-464
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• 1998

수중 프로펠러의 비공동 소음을 수치적으로 해석하였다. Ffowcs Williams-Hawkings 형태의 음향상사 방정식을 시간영역에서 해석하였으며 임의의 형상과 하중조건을 가지는 프로펠러의 소음 예측이 가능하도록 하였다. 또한 좌표계 변환을 통해 관찰자에 대해 상대적 운동이 있는 경우에도 소음 예측이 가능하도록 하였다. 균일/비균일 유입류 조건을 갖는 수중 프로펠러에 대해 소음 해석을 수행하였고 각각의 조건에 대해 음원별 소음 강도와 방향성을 예측하였다. 수치 해석결과 프로펠러 표면상의 압력 변화에 따른 비정상 하중에 의한 이중극 소음이 지배적인 것으로 나타났다. 이러한 음원별 접근법은 수중 프로펠러의 운용시 지배적인 소음원을 구별하고 그 특성을 파악하여 적절한 소음 제어책을 마련하는 기반이 될 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.30-44
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• 2021

동축 반전 프로펠러는 기존의 단일 프로펠러와 달리 추가적인 설계 변수의 증가로 인해 실험적 성능평가에 비용과 시간 측면에서 여러 제약이 따른다. 또한 상/하단 프로펠러 사이의 상호 간섭으로 인하여 수치 해석에 있어서도 많은 시간과 자원이 요구된다. 본 연구에서는 시간 효율적인 수치해석기법인 actuator 기법을 활용하여 제자리 비행하는 동축 반전 프로펠러의 공력 성능에 관한 수치적 연구를 수행하였다. 상용 CFD 코드인 ANSYS Fluent 결과와 비교하여 해석기법의 정확성을 검증하였다. 해석 변수로는 동축 반전 프로펠러의 축 간극과 회전속도를 선정하였으며, 다양한 조건에서 동축 반전 프로펠러의 공력 성능을 획득하였다. 획득한 공력 성능을 바탕으로 단일 프로펠러와 동축 반전 프로펠러의 제자리 비행 효율 계수를 획득하고, 단일 프로펠러의 성능으로 동축 반전 프로펠러의 성능을 예측할 수 있는 예측 인자를 도출하여 actuator 기법의 활용성을 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.9-18
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• 1996

본 논문은 불균일한 선미 유동장에서 작동하는 프로펠러의 성능 해석을 위한 포텐셜을 기저로 한 판요소법을 기술하고 있다. 본 방법은 법선 다이폴과 쏘오스를 프로펠러의 날개, 허브, 그리고 후류면에 분포하였고, 비정상 유동의 해석 방법으로는 시간 전진법에 의한 방법을 취함으로써 다이폴의 세기를 미지수로 하는 적분방정식을 얻고, 이산화하여 수치적으로 계산하였다. 2차원 날개에 대한 수치해석을 수행하여 해석해와 비교함으로써 시간간격에 대한 수렴성을 확보하였다. 또한, DTRC 4118 프로펠러에 대하여 조화반류하에서 작동하는 프로펠러의 비정상 성능을 해석하여 실험치와 비교함으로써 시간영역에서 프로펠러의 비정상 성능해석이 가능함을 보였다.