• 한국항공운항학회지
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• 제19권3호
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• pp.54-60
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• 2011

The purpose of this study is verification of threshold of the aircraft turbulence index and icing index using PIREPs and KWRF on Korean peninsula, to operational weather support. There is improvement in new threshold value made of the pilot weather report data and the turbulence and icing index from KWRF model result, using the ROC Diagram method. the accuracy is up to 0.6 compared with the precedent study result 0.5. Through this study, It is founded on the research and development of the Korean peninsula aircraft turbulence and icing.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.147-155
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• 2022

항공기 및 철도차량 운용 중 발생하는 착빙 및 착설 현상은 공력 성능 감소와 주요 부품의 파손을 야기하기 때문에 시간에 따른 얼음 증식을 예측하는 것이 운용 안전 측면에서 매우 중요하다. 결빙수치해석은 실험적 방법에 비해 경제적으로 저렴하고 상사성 문제로부터 자유롭다는 점에서 결빙 형상을 예측하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다. 그러나 결빙수치해석은 착빙노출시간을 multi-step으로 나누어 매 단계별로 정상상태를 가정하는 준정상상태(quasi-steady) 가정을 이용한다. 이러한 방법은 효율적인 해석이 가능하지만 연속적인 결빙 형상을 얻지 못한다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 차원축소기법을 활용하여 결빙 형상 데이터를 보간함으로써 시간에 따른 결빙 형상을 연속적으로 예측할 수 있는 모델을 만드는 것을 목적으로 한다. 서로 다른 100개의 결빙 조건에서 형성된 결빙 데이터에 대하여 차원축소모델을 적용하였으며, 학습 데이터의 수와 결빙 조건이 차원축소모델의 예측 오차에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권3호
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• pp.42-54
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• 2010

The purpose of this study is to analyze the aircraft icing index of Korean peninsula using the numerical weather prediction model, KWRF and pilot weather report data. As comparing the pilot weather report data with the calculated icing index using the KWRF model result, SCLW, RAP, and AFGWC index are more useful than any other index, and IC2, NAWAU, and RSID index are different case by case. But IC1, SID1 and SID2 index show that these overestimated severe icing in every vertical level. Through this icing study, it is expected that this study will help to develop the proper icing index of Korean peninsula.

• 접착 및 계면
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• 제22권1호
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• pp.16-21
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• 2021

항공기 산업에서 착빙 제거 및 방지는 안전상 매우 중요한 기술이다. 착빙 제거에 대한 연구는 활발히 진행되어 실제 항공기에 적용한 상태이지만, 착빙을 사전에 방지 및 지연하는 기술은 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 다른 종류의 나노입자를 코팅함으로써 폴리우레탄 탑코트의 표면거칠기 및 표면에너지를 조절하였다. 각 나노입자 종류에 따른 코팅면에 증류수를 이용한 정적접촉각을 측정하여 소수성을 평가하였고, 나노입자 코팅면의 안정도를 평가하기 위해 인발접착시험을 진행하였다. 또한, 나노입자의 종류에 따른 탑코트의 색재현성 평가를 위해 표면의 RGB 색을 비교하여 정량화를 진행하였다. 이를 통해 탑코트의 원색을 최대한 재현하면서 접착성을 가질 수 있는 최적의 소수성 표면을 얻을 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권1호
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• pp.45-52
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• 2009

Ice accretion may occur when the sold surface passes through the clouds containing supercooled water droplets. In the case of aircraft, it can result in serious performance degradation and safety hazard. In this study, numerical analysis code has been developed to predict the rime ice shapes on a 2-D airfoil and the computation results are validated against experimental data of NASA and other computation results of well-known ice prediction code, LEWICE. In addition, the effects of various numerical parameters on the ice shape have been systematically investigated.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.611-620
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• 2018

수치해석을 이용한 항공기 착빙 형상 예측의 정확도 향상을 위하여 거칠기 분포 예측이 가능한 해석적 모델이 개발되고 있다. 그러나 표면의 상태에 대한 정량적인 실험 결과가 거의 없어 해석적 모델을 검증하고, 경험적인 변수를 결정하는데 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 표면의 상태를 미시적 관점에서 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 우선, 착빙 환경 변수인 온도와 자유류 속도에 따른 매끈한 표면의 넓이의 관계를 정량적으로 파악하였다. 그 결과 대기 온도가 높고 자유류 속도가 증가할수록 매끈한 표면의 넓이가 증가하였다. 그 다음으로 서리 얼음 표면과 유리얼음 표면의 특성을 분석하였다. 서리얼음 조건에서는 불투명한 원뿔 형태의 얼음 요소들이 유동 반대 방향으로 성장하고, 대기 온도가 증가함에 따라 원뿔 얼음 요소들의 길이와 간격이 감소하는 것을 확인하였다. 유리얼음 조건에서는 반투명한 얼음 덩어리를 날개 아랫면에서 관찰할 수 있었다. 이러한 원인은 중력의 영향이 큰 아랫면에서 주로 리블렛이 형성되고, 이와 같이 형성된 리블렛이 집중하여 얼어붙었기 때문이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권4호
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• pp.255-267
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• 2020

SLD 조건은 직경이 50㎛ 이상인 과냉각대형액적의 분포가 지배적인 결빙 환경을 뜻한다. SLD 조건에서는 액적의 큰 크기로 인해 wall-droplet interaction, deformation 등의 물리적 현상이 착빙 과정에 중요한 영향을 미친다. 그에 따라 SLD 효과를 수치적으로 모사하기 위한 다양한 연구가 수행되었고, 부착률을 수정하는 후처리 기법을 통해 wall-droplet interaction 현상을 고려하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법은 액적이 충돌하는 벽면 특성을 제대로 고려하지 않는 반경험식(Wright Model)을 사용하기 때문에 착빙 영역에서 여전히 부착률과 부착 한계를 과대 예측한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 착빙 영역을 세 개의 영역으로 구분하였다. 그리고 벽면 특성을 고려하는 Bai and Gosman rebound 모델을 바탕으로 개발한, 새로운 wall-droplet interaction 모델을 후처리 기법에 도입했다. 그리고 액적의 항력계수를 증가시키는 deformation 현상을 반영하기 위해 3가지 deformation 모델을 비교·분석하여 가장 적합한 모델을 선정했다. 앞의 내용을 바탕으로 개발한 SLD 결빙 예측 코드를 검증하기 위해 실험 데이터를 활용하여 해석을 수행했다. 그 결과 수정된 후처리 기법은 착빙 영역에서 rebound 현상에 의한 부착률 감소를 더욱 크게 예측하였고 부착 한계와 부착률 크기를 예측하는 데 있어 향상된 정확성을 보여줬다. 그리고 deformation에 의한 항력계수의 증가를 가장 크게 결정하는 Wiegand model이 실험과 가장 유사한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권2호
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• pp.23-36
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• 2015

The $2^{nd}$ generation ice accretion analysis program has been developed and validated for various icing conditions. The essential feature of the $2^{nd}$ generation code lies in its capability of handling general 3-D geometry and improved accuracy. The entire velocity fields are obtained based on Navier-Stokes equations in order to take the massively separated flow field into account. Unlike $1^{st}$ generation code, the droplet trajectories are calculated using Eulerian approach, which is adopted to yield appropriate collection efficiency even in the shadow region. For improved thermodynamic analysis on the surfaces, water film model and modified Messinger model are newly included in the present analysis. The ice shape for a given time step is obtained by considering the exact amount of ice accreted on the surface. Each module of the icing analysis code has been seamlessly integrated on the OpenFOAM platform. The developed code was validated against available experimental data for 2D airfoils and 3D DLR-F4. Due to the lack of experimental data, the computed results of DLR-F4 were compared with those obtained from FENSAP-ICE, which is state-of-the-art 3D icing analysis code. It was clearly shown that the present code produces comparable results to those of FENSAP-ICE, in terms of prediction accuracy and the capability of handling general 3-D geometries.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1105-1114
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• 2010

착빙현상은 크게 서리얼음과 유리얼음으로 구분되며 대기온도 뿐 아니라 자유류 속도, 대기 중 수증기 함유량, 수증기 입자의 크기는 결빙형상에 영향을 미친다. 본 논문에서는 결빙 형상에 영향을 미치는 외기조건에 의해 변화하는 결빙형상을 체계적, 정량적으로 분석하여 다음과 같은 결과 확인하였다. 먼저, 자유류 속도의 증가는 결빙면적, 얼음 진행방향, 최대 두께를 모두 증가시키고 결빙형상을 가장 크게 변화시켰다. 둘째, LWC와 결빙면적은 선형적인 관계가 있음을 알 수 있었다. 셋째, 대기온도가 수증기 유입량에 미치는 영향은 LWC, 자유류 속도에 의한 영향에 비해 적어 결빙면적의 변화가 가장 작게 나타났다. 넷째, MVD가 결빙 형상에 미치는 영향은 선정한 외기 조건 중에 가장 미미하였다. 단, 입자가 표면에 충돌하는 영역을 증가시켜 결빙면적에 영향을 주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.689-701
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• 2011

본 연구에서는 착빙 환경 요소와 결빙 형상 파라미터의 관계를 자가조직도와 분산분석을 활용하여 분석하였다. 결빙 형상에 영향을 미치는 외기 조건으로 자유류 속도, 대기온도, 대기중 물방울 함유량(LWC), 액적의 평균 직경(MVD)을 선정하였다. 그리고 결빙 형상의 특징이 되는 파라미터로 최대 두께, 결빙한계(Icing limit), 결빙 진행 방향, 결빙면적을 선정하였다. 자가 조직도의 결과는 결빙형상 파라미터에 관계가 있는 외기 조건에 대한 정성적인 관계를 제시하였고 분산분석의 결과는 형상 파라미터에 대한 외기 조건의 영향력의 상대적인 크기와 순위를 정량적으로 제시하였다.