• 한국항공우주학회지
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• 제50권11호
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• pp.763-770
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• 2022

다수의 드론이 운용되는 환경에서 경로점이 겹칠 때 충돌이 발생할 수 있으며 이를 대비한 충돌 회피는 필수적이다. 다수의 드론이 여러 임무를 수행하는 경우 드론의 경로가 복잡하고 충돌 예상점이 너무 많아 경로계획 단계에서 충돌을 회피하는 경로를 생성하는 방법을 사용하는 것은 적합하지 않다. 본 논문에서는 일반적으로 사용하는 경로 생성 알고리즘을 통해 경로를 생성하고, 그 경로에서 속도 프로파일 최적화를 이용한 충돌 회피 방법을 제안한다. 드론의 경로 간 충돌 예상점에서 드론 사이의 안전거리를 고려하였고, 경로 구간에 속도 프로파일을 할당하도록 설계하였다. 최적화 문제는 드론 간 거리에 대한 식을 비행시간을 변수로 두어 정의하였다. 선형화와 컨벡스화를 통해 구속 조건을 구성하고, 다수 드론 운용 환경에서 SQP(Sequential Quadratic Programming)알고리즘과 컨벡스 최적화 기법의 연산시간을 비교하였다. 마지막으로 20대 드론 운용 환경에서 컨벡스 최적화를 수행한 결과가 본 연구에서 제시한 다수 드론 운용에 적합한지 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1129-1139
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• 2022

선박 충돌사고는 지속적으로 발생하고 있다. 충돌사고의 대부분은 연안에서 운항하는 중소형 크기 선박들과 관련된다. 충돌사고는 해양사고의 9%이지만, 충돌로 인한 인명피해는 전체의 34.4%를 차지한다. 근래 충돌사고에 대한 해양안전심판원 심판과정에서 해양사고 관련자들이 사고 당시 청명한 날씨였음에도 상대 선박의 항해등이 미약하거나 제대로 보이지 않았다는 주장을 자주 한다. 특히 연안이나 항만 내에서 발생한 충돌의 경우 더욱 그러하다. 이에 따라 항해등에 대한 현황과 안전성 분석이 필요하다. 이를 위하여 항해등 관련 국내외 규칙과 전문도서 내용을 살펴보고, 다른 교통수단 즉, 항공기와 열차 및 자동차 등화를 분석하며 항해등과 차이점을 비교한다. 또한, 현재 해상교통환경을 살펴보고 최근 5년간 발생한 충돌사고를 분석하며, 선박 운항자와 선박 안전업무 종사자를 대상으로 항해등에 관한 설문조사를 실시한다. 최종적으로 현재 항해등에 관한 개선방안을 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.918-923
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• 2018

항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다. 수치해석은 충돌전용 소프트웨어인 LS-DYNA을 사용하였고, 해석방법은 유체-구조연성해석 방법 중 ALE(arbitary lagrangian eulerian) 방법을 적용하였다. 시험데이터 확보를 위해 연료탱크 금속 피팅부에 변형률게이지를 설치하고 데이터 획득장비와 연동시켰다. 수치해석 결과로써 연료탱크 피팅부의 변형률과 응력을 계산하였다. 그리고, 실물 연료탱크로 수행한 충돌충격시험을 통하여 확보한 상부피팅의 변형률 측정값과 수치해석으로 계산된 변형률과의 오차를 평가함으로써 수치해석의 신뢰성을 제고하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제12권2호
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• pp.213-221
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• 2009

An aircraft collision accident is a disaster that causes great losses of inventories and lives. Though a collision avoidance warning function is provided automatically to pilots in the aircrafts by the enhancement of the aircraft capability, achieving fast decision-making to escape a collision situation is a complex and dangerous work for pilots. If an in-flight collision situation is controlled by the air traffic control system which monitors all airplanes in the air, it would be more efficient to prevent in-flight collisions because it can handle the emergency before the pilot's action. In this paper, we develop the collision avoidance warning function in the air traffic control system. Specifically, we design and implement the five stages of the collision avoidance function, and propose a visualization method which could effectively provide the operators with the trajectories and altitudes of the aircrafts in a collision situation. By developing an in-flight collision warning function in the air traffic control system that visualizes flight patterns through the state transition data of in-flight aircrafts on the flight path lines, it can effectively prevent in-flight collisions with traffic alerts. The developed function allows operators to effectively select and control the aircraft in a collision situation by providing the operators with the expected collision time, the relative distance, and the relative altitude while assessing the level of alert, and visualizing the alert information which includes the Attention-Warning-Alert phase via embodying the TCAS standard. With the developed function the air traffic control system could sense an in-flight collision situation before the pilot's decision-making moment.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.108-115
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• 2015

항공용 다변측정 감시시스템은 비행 중 또는 활주로에서 항공기 위치를 제공하는데 사용된다. 항공용 다변측정 감시시스템에서, 질문기는 감시공역에서 항공기에게 적절한 시나리오로 질문을 수행하는데 사용되는 중요한 송신기이다. 질문기의 핵심기능 중 하나인 위스퍼-샤웃 시퀀스는 침입 항공기가 감시공역으로 진입하는 경우 트래픽 밀도를 제어할 수 있다. 따라서 항공용 다변측정 감시스템에서 항공기 간 충돌 가능성을 감소시키고 진입 항공기에 대해 매우 정확한 위치를 구할 수 있게 한다. 본 논문에서는 기존의 2차 감시레이더와 동일한 Mode A/C 질문과 Mode S 질문을 송신하는 질문기를 설계하였다. 질문기에서 적절하게 제어되는 위스퍼-샤웃 질문 시퀀스로, 다변측정 감시시스템은 다수의 항공기로부터 다중 응답 수신에 의해 야기된 동기가블 및 FRUIT현상을 방지할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1097-1103
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• 2011

액적충돌침식은 증기나 공기에 포함된 액적이 금속 소재에 고속으로 충돌할 때 모재가 손상되는 현상이다. 액적충돌침식 손상은 증기터빈이나 빗방울과 부딪치는 항공기에서 주로 발생되어 왔으나 최근에는 원전 배관에서도 발생하고 있다. 원전 배관 중에서도 특히 높은 압력강하가 발생하고 2상 증기가 흐르는 배관에서 주로 발생한다. 실제 2011년 초반 국내 한 원전에서는 2상 증기가 흐르는 배관에서 액적충돌침식 손상으로 인한 누설이 발생한 바 있다. 본 논문에서는 액적충돌침식 손상이 발생한 배관에 대하여 손상을 억제할 수 있는 설계변경 방안에 관한 연구를 수행하였다. 설계변경은 유체 유동측면에서 분석하였으며, 상용 수치해석 코드인 FLUENT를 이용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.724-729
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• 2017

회전익항공기용 연료탱크의 중요한 성능 중의 하나인 내충격성능은 충돌충격시험을 통해 검증된다. 충돌충격시험은 작용하는 하중이 매우 높기 때문에 실패 위험이 큰 시험인데, 만약, 연료탱크가 내충격 요구조건을 불만족하게 되면 항공기 전체 개발 일정에 심각한 차질을 줄 수 있다. 따라서, 초기 설계단계부터 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치해석을 수행하여 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화 하려는 노력이 수행되어 왔다. 최근, 국내개발 회전익항공기의 항속거리를 증가시키기 위한 목적으로 외부 보조연료탱크 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 해당 외부 보조연료탱크의 내충격 성능의 검토를 위해 현재까지 진행되어 온 충돌충격시험에 대한 수치해석 결과를 제시하였다. 수치해석 방법으로는 유체-구조 연성해석 방법인 입자법을 적용하였고, 미군사규격에서 규정하고 있는 시험조건을 해석조건으로 반영하였다. 또한, 실물 연료탱크 소재의 시편시험을 통해 기 확보된 바 있는 물성데이타를 수치해석에 적용하였다. 그 결과로 연료탱크 외피 및 피팅 부위의 등가응력을 계산하고 내부 장착품의 거동과 작용 하중을 분석함으로써 외부 보조연료탱크의 내충격성 설계를 위한 데이터 확보 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.647-654
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• 2012

외부 환경조건에 의한 항공기 위협인자로서 과냉각 대형 액적은 그 중요성이 지속적으로 보고되고 있다. 이러한 대형 액적의 거동은 상대적으로 작은 액적과 달리 그 형태가 변화하며 액적이 표면과 충돌시 파편이 발생하는 등 다양한 물리적 특성을 나타낸다. 이러한 대형 액적의 거동을 시뮬레이션 하기 위해 비정렬 격자계 기반 2차원 압축성 Navier-Stokes 코드와 액적 거동 시뮬레이션 코드를 개발하였다. 또한 대형 액적의 물리적 현상을 모사하기 위해 반경험적 기법에 기반한 액적항력모델과 액적-고체표면 충돌 모델을 기존 액적장 지배방정식의 액적항력계수 및 경계면의 수치적 경계조건으로 적용하였다. 그 결과 풍동 시험과 액적충돌 영역 및 최대 축적율은 매우 유사하게 나타난 반면 NACA23012 익형의 아랫면 주위 축적율의 경향은 풍동 시험보다 다소 크게 나타났다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.338-347
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• 2024

본 논문은 운항사 시각에서 UAM 운항에서의 조류 충돌 방지대책 수립에 관한 연구를 다루고 있다. 도심 항공교통은 친환경적인 전기 수직 이착륙 항공기를 사용하여 도심 내외 주요 지점 간의 이동 서비스를 제공하는 차세대 교통 시스템으로 정의된다. UAM 산업의 성공적인 정착을 위해서는 대중의 수용성을 결정하는 안전성에 대한 문제를 보장하여야 한다. 항공 운항에서 발생할 수 있는 위해요소 중 도심 환경 내에서 조류 충돌을 방지하는 것은 운항 안전성 및 대중 수용성을 크게 확보할 방안이다. 조류 충돌을 방지하기 위해서는 물리적 방법 외에도 절차적인 통제 방안이 요구된다. 본 연구에서는 UAM 운항의 안전성을 보장하기 위하여 조류 충돌 방지대책을 물리적, 절차적 방법과 이착륙 구간, 회랑구간 등 운항 구간별로 각 특성에 따라, UAM 조류 충돌 방지대책 수립 방안을 제시하였다. 이를 통하여 도심 항공교통 운영시스템의 안전성 향상에 기여하고자 한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.71-78
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• 2010

As a step toward accurate prediction of droplet impingement and ice accretion on aircraft, an Eulerian-based droplet impingement and ice accretion code for air flows around an airfoil containing water droplets is developed. A CFD solver based on the finite volume method was also developed to solve the clean airflow. The finite-volume-based approach for simulating droplet impingement on an airfoil was employed owing to its compatibility with the CFD solver and robustness. For ice accretion module, a simple model based on the control volume is combined with the droplet impingement module that provides the collection efficiency. To validate the present code, it is compared with NASA Glenn IRT (Icing Research Tunnel) experimental data and other well-known icing codes such as LEWICE and FENSAP-ICE. It is shown that the collection efficiency and shape of ice accretion are in good agreement with previous experimental and simulation results.