• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.541-547
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• 2016

본 연구에서는 Slotted flap을 장착한 WIG선(Wing In Ground effect ship)에서 발생하는 진동을 최소화하기 위해 WIG선의 공력특성을 수치적으로 분석하고 그에 따라 플랩 형상에 대하여 최적화를 진행하였다. 주 익형에 대한 형상은 NACA 4412로 고정한 상태에서 플랩의 각도와 x, y좌표를 설계변수로 설정하였으며, 그에 따라 설정한 평균 $C_L$값을 유지하면서 진동의 진폭 크기가 작아지도록 제한 조건 및 목적 함수를 설정하였다. 최적화된 익형에서 플랩과 주 익형 사이에서 분출되는 유체는 코안다 효과의 영향을 받아 플랩 윗부분을 타고 흐른다. 이로 인해 진동에 결정적인 영향을 미치는 박리영역이 억제되었으며, 진동이 최소화 되었다. 결론적으로 플랩의 최적화를 통하여 기본 설계 익형에서 89%의 진동이 저감되는 것과 동시에 Lift/Drag 96.2로 기본 설계 익형에 비해 4.1배 향상되었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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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.

• 산업기술연구
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• 제22권A호
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• pp.59-65
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• 2002

The objective of this study is to provide the quantitative and qualitative computational data about the aerodynamic performance of Gurney flap on NACA 00XX airfoils and to show the optimum Gurney flap height for each airfoil. The test was performed on 7 different airfoils from NACA 0006 to NACA0024, which have a 3% chord(=c) thickness interval. For every NACA 00XX airfoil, Gurney flap heights were changed by 0.5% or 0.25% chord interval from 0 to 2.0%c to study their effects. The aerodynamic characteristics of clean and Gurney flap airfoil were compared, and the influences of Gurney flap on each airfoil were compared. As a CFD (Computational Fluid Dynamics) solver, FLUENT, based on Navier-Stokes code, was used to calculate the flow field around the airfoil. The fully-turbulent results were obtained using the standard $k-{\varepsilon}$ two-equation turbulence model. The test results showed that Gurney flap increased the lift coefficient much more than the drag coefficient over a certain range of the lift coefficient, so the lift-to-drag ratio, which is the important index of airfoil performance, was increased. Based on the test results, the relationship between the airfoil thickness and the optimum Gurney flap heights was suggested.

• 산업기술연구
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• 제20권B호
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• pp.71-76
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• 2000

A numerical investigation was performed to determine the effect of the Gurney flap on NACA 0015 airfoil. A Navier-Stokes code. FLUENT, was used to calculate the flow field about the airfoil. The fully-turbulent results were obtained using the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ two-equation turbulence model. The numerical solutions showed the Gurney flap increased both lift and drag. These results suggested that the Gurney flap served to increase the effective camber of the airfoil. Gurney flap provided a significant increase in lift-to-drag ratio relatively at low angle of attack and for high lift coefficient. It turned out that 0.75% chord size of flap was best. The numerical results exhibited detailed flow structures at the trailing edge and provided a possible explanation for the increased aerodynamic performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.18-23
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• 2006

본 연구에서는 Gurney 플랩이 달린 NACA 0012 익형에 대한 플러터 해석을 시간 영역에서 수행하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식과 Lagrange 방정식으로 부터 유도한 2계 자유도 plunge & pitch 모델을 지배방정식으로 하여 연성 결합 기법을 통해 플러터 해석을 수행하였다. 계산 결과 Gurney 플랩을 장착할 경우 NACA 0012에 비해 플러터가 발생하는 속도가 낮아졌고, 마하수가 0.85보다 작은 영역에서는 Gurney 플랩의 플러터 경계 곡선은 안전 여유를 상회하는 영역에 위치하였다. 그러나, 마하수가 0.85에서 0.9사이일 경우에는 안전 여유에 근접하게 되므로 이러한 운용 영역에서는 Gurney 플랩의 사용에 주의를 요한다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.565-574
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• 2007

본 연구에서는 NACA 0012 익형 주위의 비교적 높은 레이놀즈수 유동장에 대한 Gurney 플랩과 제트 플랩을 혼용한 유동제어 기법의 유동제어 특성에 대하여 비정렬 격자계를 사용하는 수치적 기법을 이용하여 살펴보았다. 혼합제어 기법의 유동제어 특성을 파악하기 위하여 유동제어에 따른 공력계수 및 모멘트 계수의 변화를 혼합제어 기법을 구성하는 각각의 유동제어 기법들의 결과들과 비교하여 살펴보았다. 혼합제어 기법의 경우 제트 플랩만을 고려한 경우에 비하여 상당히 낮은 무차원 세기의 제트를 이용하여도 유사한 양력 향상 특성을 획득할 수 있었으며, Gurney 플랩만을 이용한 경우에 나타나는 항력의 증가를 완화시켜 주었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.568-572
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• 2000

A numerical investigation was performed to determine the effect of airfoil thickness on the optimum Gurney flap height using NACA 00XX series airfoils. Seven airfoils which have 3% chord thickness difference were used. These were NACA 0006, 0009, 0012, 0015, 0018, 0021, and 0024. A Navier-Stokes code, FLUENT, was used to calculate the flow field about airfoil. The fully turbulent results were obtained using the standard $k-{\varepsilon}$ two-equation turbulence model. To provide a check case fur our computational method, numerical studies for NACA 4412 airfoil were made and compared with already existing experimental data for this airfoil by Wadcock. For every NACA 00XX airfoil, Gurney flap heights ranging from 0.5% to 2.0% chord were changed by 0.5% chord interval and their effects were studied. With the numerical solutions, the relationship between $(L/D)_{max}$ and airfoil thickness as a function of flap height and the relationship between $(L/D)_{max}$ and flap height as a function of airfoil thickness were investigated. The same relationship for $(C_l)_{max}$ also were shown. From these results, the optimum flap size for each airfoil thickness can be determined and vice versa.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.78-83
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• 2010

본 연구에서는 높은 양력을 얻기 위하여 플랩 형상 최적 설계를 시도하였다. 플랩 형태는 플랩 중에서 가장 효율이 좋은 파울러 플랩(fowler flap)이다. 플랩 설계는 최적화 기법을 활용하여 진행하였고 최적화의 초기 형상은 general aviation airfoil과 Wentz 등이 개발한 플랩이다. 최적화 방법으로는 반응면 기법 (Response Surface Method)이 사용되었으며, Hicks-Henne 형상함수가 사용되었고, GA(W)-1 익형과 fowler flap이 조합된 형상의 유동장에 대하여 Navier-Stokes 해석을 수행하였다. 상용 최적화 프로그램인 Visual-Doc, 격자 생성 프로그램인 Gambit/Tgrid, 그리고 유동해석에는 Fluent를 이용하였다. 플랩의 윗면 형상과 gap에 대한 최적화를 수행하여 착륙조건에서의 양력이 증가하였다. 초기 형상과 최적화된 형상의 공력특성 변화를 관찰하기 위하여 항우연의 1m 풍동에서 시험을 수행하였다. 최적화된 형상은 대체로 예측치와 비슷한 경향을 보이나, 이른 실속이 관찰되었다. 또한, 날개와 플랩 간의 간격을 설계치보다 좁혀 줌으로써 양력특성이 향상됨을 알 수 있었는데, 이는 설계시 사용된 난류 모델의 영향이라 판단된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.331-336
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• 2011

The flow fields over multi-element airfoils with lift-enhancing flat-plate tabs were numerically investigated. Common choice of the height of the lift-enhancing tabs usually ranges from 0.25% to 1.25% of the reference airfoil chord, and in this study the effect of the position of the tab with l%-chord height was studied by varying the distance of the tab from the trailing edge ranging from 0.5% to 2% of the reference chord. In this paper, the effects of lift-enhancing tabs with various position were studied at a constant Reynolds number on a two-element airfoil with a slotted flap. Computed streamlines show that the additional turning caused by the tab reduces the amount of separated flow on the flap.