• 한국항행학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.450-458
• /
• 2017

본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.

• 항공우주기술
• /
• 제6권1호
• /
• pp.35-44
• /
• 2007

본 연구에서는 선미익을 채용한 경항공기인 반디호의 수출형 시제기에 대한 플러터 해석을 수행하였다. 내부 하중 생성용 유한요소모델을 기초로 강성 모델을 작성하였고, 중량 통제를 위한 중량 DB에 근거하여 중량 모델을 작성하였다. 공력모델은 DLM을 이용하였다. 작성된 모델을 이용하여 1차 플러터 해석을 수행하였다. 이를 토대로 주요 진동 모드를 구분해 내고, 지상진동시험을 수행하여 진동 특성을 획득하였다. 획득된 고유진동수를 근거로 유한요소모델의 수정이 이루어졌고 2차 해석이 수행되었다. 해석 결과 주요 플러터 근의 특성을 정리하였다. 가장 중요한 플러터 근은 롤 운동을 갖는 강체 모드와 반대칭 주익 피칭 모드의 연계 모드로 판명되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권11호
• /
• pp.1-8
• /
• 2006

축대칭 발사체의 동적 감쇠계수를 계산하기 위한 정상 예측 방법을 제안한다. 관성좌표계에서 영스핀 코닝 운동을 사용한 정상 해법을 적용하기 위해서는 점성유동 해석이 필수적으로 이루어져야 한다. 제안된 방법을 회전발사체에 적용하여 피칭모멘트와 피치감쇠 모멘트계수를 계산하였다. 결과는 포물형 Navier-Stokes 예측 결과, 실험결과, 비정상 예측 결과와 잘 일치함을 확인하였다. 또한, secant-ogive-cylinder 계열 발사체에 대한 정적 및 동적 계수의 축방향 생성과정을 살펴봄으로써 후방동체의 형상으로 인한 유동 변화가 동적 안정성에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권12호
• /
• pp.1153-1161
• /
• 2010

본 연구에서는 주기적 비정상 유동 해석을 위해 푸리에 변환을 이용하는 조화 균형법의 효율적인 해법을 제안한다. 내재적으로 유속항을 처리하고 외재적으로 조화 원천항을 처리하였다. 외재적 조화 균형법 보다 더 빠르게 수렴 시킬 수 있으며 내재적 조화 균형법을 적용할 때 추가되는 자코비안 행렬을 처리할 필요가 없다. 또한 완전 내재적 기법에 상응하는 수준의 수렴안정성을 확인할 수 있었다. 2차원 비정상 유동 문제로 피칭하는 NACA0012 익형에 적용하였으며 이중 시간 적분법 및 외재적 Runge-Kutta기법의 해와 매우 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권7호
• /
• pp.9-17
• /
• 2005

비정상 패널법을 이용하여 복엽기 형태 배치의 복식 플랩핑 에어포일들에 대한 후류의 형상 및 추력 특성을 연구하였다. 에어포일들에서 발생하는 후류 형상은 와핵 모델, 와핵 첨가법 그리고 4계 Runge-Kutta 법을 사용하여 계산하였다. 해석 결과는 유동 가시화, 엄밀해 그리고 전산 해석 결과와 비교하여 검증하였다. 복엽기 배치의 에어포일의 경우, 두께 및 캠버는 추력을 감소시키는 효과가 있었다. 플런징과 피칭 운동들 사이의 위상차가 90도 및 120도 일 때 최대 추력이 발생하였다. 플런지 속도 및 피치 크기가 클수록 추력은 증가하였다. 에어포일 사이의 거리가 감소할수록 추력은 증가하나, 0.6c 이하로 가까워질 경우 추력은 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권6A호
• /
• pp.989-999
• /
• 2006

본 연구에서는 차량과 교량을 3차원으로 모델링하고, 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려하여 이동 차량이 교량을 통과할 때 교량의 선형동적해석을 수행할 수 있는 수치해석방법을 제시하였다. 3차원 차량모델에는 타이어의 접지폭을 고려하여 탠덤 다판스피링 차륜축의 피칭을 고려하여 단일차량인 2축과 3축 차량 및 5축 트랙터-트레일러를 각각 7-자유도, 8-자유도 미 14-자유도로 모델링하였다. 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였고, 그 해는 Newmark-${\beta}$법을 사용하여 계산하였다. 교량의 노면조도는 평균값이 영인 정상확율분포롤 가정한 지수스팩트럴밀도를 사용하여 생성시켰다. 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉴요소를 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Ragid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 교량의 운동방정시은 모우드 중첩법을 사용하여 풀었다. 본 연구에서 제시한 수치해석방법으로 구한 결과와 Whittemoare 등과 Fenves 등이 실시한 실험값과 비교 검토하여 본 연구의 타당성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.137-145
• /
• 2008

진동하는 에어포일의 항력계수 변화에 미치는 레이놀즈수 영향을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 0012 에어포일은 ${\pm}6^{\circ}$의 진동 진폭을 갖고, 1/4 시위를 기준으로 피칭운동을 하도록 하였다. 실험조건에서 자유흐름속도는 1.98, 2.83 그리고 4.03 m/s이며, 이를 근거로 한 시위길이 레이놀즈수는 각각 $2.3{\times}10^4$, $3.3{\times}10^4$, $4.8{\times}10^4$이다. 항력계수는 근접후류에서 2축 열선프로브(X-type, 55R51)로 측정된 평균속도 분포로부터 산출되었다. 레이놀즈수 2.3×104에서 항력계수는 음(-)의 댐핑(negative damping)을 보이며, 에어포일이 공기력에 의해 가진 될 수 있는 불안정한 상태를 나타내었다. 반면에 레이놀즈수가 $3.3{\times}10^4$에서 $4.8{\times}10^4$이다로 증가하면서 항력계수 곡선은 양(+)의 댐핑(positive damping)을 나타내었다. 따라서 항력계수 변화는 레이놀즈수 $2.3{\times}10^4$와 $4.8{\times}10^4$ 사이에 상당한 차이가 있다는 것을 나타낸다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권8호
• /
• pp.8-18
• /
• 2003

진동하는 에어포일의 근접후류에서의 레이놀즈수 효과를 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 4412에어포일은 1/4 시위 지점을 중심으로 조화적으로 피칭운동을 하고, 순간받음각은 +6$^{\circ}$에서 -6$^{\circ}$까지 진동되도록 하였다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 난류강도를 측정하기 위하여 열선풍속계를 사용하였다. 본 연구에서 자유류의 속도는 3.4, 12.4, 26.2 m/s이다. 이러한 자유류 속도에 따른 시위 레이놀즈수는 $R_N=5.3{\times}10^4$, $1.9{\times}10^5$, $4.1{\times}10^5$이고, 무차원 진동수는 K=0.1이다. 레이놀즈수가 진동하는 에어포일의 근접후류에 미치는 영향을 나타내는 축방향 난류강도 분포를 제시하였다. 본 측정에서 모든 경우에 난류 강도는 $R_N=5.3{\times}10^4$인 경우에 아주 크고, $R_N=1.9{\times}10^5$과 $4.1{\times}10^5$인 경우에는 작다는 것을 관찰할 수 있었다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서 레이놀즈수의 임계값은 층류분리인 경우, 분리가 발생하지 않거나 난류분리인 경우로 구분되며, 그 값은 $R_N=5.3{\times}10^4\;{\sim}\;1.9{\times}10^5$사이에 존재한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권7호
• /
• pp.15-25
• /
• 2003

진동하는 에어포일의 근접후류 특성을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 4412에어포일은 1/4 시위 지점을 중심으로 조화적으로 피칭운동을 하고, 순간받음각이 +6$^{\circ}$에서 -6$^{\circ}$까지 진동하도록 하였다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 평균속도를 측정하기 위하여 열선풍속계를 사용하였다. 본 연구에서 자유류의 속도는 3.4, 12.4, 26.2 m/s이다. 이러한 자유류 속도에 따른 시위 레이놀즈수는 $R_N$=5.3${\times}10^4$, 1.9${\times}10^5$, 4.1${\times}10^5$이고, 무차원 진동수는 K=0.1이다. 레이놀즈수가 진동하는 에어포일의 근접후류에 미치는 영향을 나타내기 위하여 축방향 위상평균 속도분포를 제시하였다. 본 측정에서 모든 경우에 속도결손은 $R_N$=5.3${\times}10^4$인 경우에 아주 크고, $R_N$=1.9${\times}10^5$과 4.1${\times}10^5$인 경우에는 작다는 것을 관찰 할 수 있었다. 이와 같이 위상평균속도의 커다란 차이는 $R_N$=5.3${\times}10^4$과 1.9${\times}10^5$ 사이에 있다는 것을 관찰하였다. 따라서 본 연구는 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 레이놀즈수의 임계값이 5.3${\times}10^4$에서 1.9${\times}10^5$ 범위에 존재한다는 것을 보여준다.

• 한국운동역학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.297-309
• /
• 2009

이 연구에서는 피칭웨지 스윙 시 족저압력 측정기를 이용하여 평지, 오르막 내리막경사면에서의 족저압력분포의 메카니즘을 분석하여 운동역학적인 기초자료를 제공하고자 피험자는 KPGA 3명, KLPGA 3명을 대상으로 족저압력분포를 측정한 후 스윙시간, 동작특성, 평균족저압력 그리고 최대족저압력을 분석한 결과 경사면의 형태변화에 따른 스윙동작 시 구간별 시간변인과 족저압력변인들을 종합적으로 분석 결과 경사면에서의 스윙동작은 백스윙 과정에서 하지의 코일링 동작을 방해하는 요인이 될 수 있으며, 다운스윙과정에서도 체중분산을 최소화시키는 하지의 블로킹 동작과 이 후 릴리스 동작에도 부정적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 경사면은 스윙동작에 영향을 미칠 수 있는 많은 외적 요인들 중의 하나인데, 오르막경사면에서의 어드레스 자세는 하지의 움직임을 제한하기 때문에 약간 좁은 스탠스를 유지하고, 내리막경사에서는 반대로 하지의 더 큰 활동성을 막기 위하여 더 넓은 스탠스를 가져야 할 것으로 판단되며, 어드레스 자세에서 뿐만 아니라 오르막경사의 다운스윙 동안에도 가능한 신체균형을 유지시키기 위하여 체중을 왼발에 두어야 할 것으로 판단된다.