• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.24 no.2
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• pp.97-102
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• 2023

Numerical simulations have been performed to investigate the hydrodynamic characteristics of the rudder since they play an important role in naval architecture fields. Although some values such as hydrodynamics forces can be measured easily in the towing tanks, it is difficult to obtain the detailed information of the flow fields such as pressure distribution, velocity distribution, vortex generation from experiments. In the present study, the effects of hydrodynamic coefficients and Reynolds number acting on the rudder were studied by using Computational Fluid Dynamics(CFD). Ansys fluent, one of commercial CFD solvers, solves the Navier-Stokes equations and the k-epsilon turbulence model is selected for the viscous model to solve RANS equations. At first, drag coefficients and lift coefficient for different angle of attack are obtained by using a CFD commercial code for KCS rudder. Secondly, the 2-D lift coefficients and drag coefficients are compared with 3-D coefficients at the same conditions. Thirdly, the effects of Reynolds number on the hydrodynamic forces are investigated.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.89-92
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• 2012

초음속 항공기를 설계하는데 있어서 일반적인 항공기와는 다른 성능이 요구되는데 그것은 바로 초음속에 의한 충격파가 발생시키는 추가적인 항력을 감소시키는 일이다. 날개의 Airfoil 형상을 결정하기 위해서는 공력 특성을 파악해야 하는데, 이를 알아보는 데 있어서 EDISON_CFD를 사용하였다. 충격파의 생성을 지연시키는 Supercritical Airfoil의 여러 형상에 필요한 격자를 생성하여 비점성, 압축성 유동 해석을 수행하였다. 비교에 필요한 다섯 개의 NASA Supercritical Airfoil을 선정하여, 아음속과 초음속으로 나누어 받음각에 따른 양력계수와 항력계수를 도출하고, 이를 토대로 양항비를 추정해 보았다. 추려진 것 중 가장 우수한 공력성능을 보이는 airfoil을 선정하였는데 그 결과 NASA SC-0403 airfoil의 공력 성능이 가장 뛰어나 그것을 선정하기로 하였고, 또한 2차원 공력 해석에서 얻은 양력계수를 면적에 대하여 적분하여 날개에서의 양력과 항력을 추정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.494-497
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• 2009

풍력터빈 블레이드 풍동시험의 경우 사용가능한 시험설비의 크기제한으로 인해 축소모델 사용이 불가피하며, 이로 인해 풍동시험에서는 실물 블레이드에 비해 10% 미만의 낮은 Re수에서 시험이 수행된다. 축소모델 블레이드 풍동시험 결과를 활용하여 실물 블레이드의 성능(토크)를 추정하기 위한 축소효과 보정기법을 2008년 제시하였으며, NREL Phase VI 모델 시험결과에 적용하였다. 당시 제시된 보정기법은 단일익형을 전체 블레이드에 사용한 사례이며 축소효과 보정을 위해 Re수에 따른 익형의 양력계수 변화만을 적용하였다. 본 논문에서는 당시 제안된 축소효과 보정기법을 익형의 양력계수 및 항력계수를 포함한 형태로 수정하였으며, 블레이드에 다수의 익형이 사용되었을 경우에 대해 확장하였다. NREL Phase VI 12% 시험모델의 경우 익형의 양력계수 기울기에 의한 보정량은 약 15% 정도이며, 항력계수 변화에 의한 보정량은 약 5% 정도로 나타났다. 블레이드에 다수의 익형이 사용되었을 경우 설계 또는 전산해석을 통해 구한 반경별 토크 함수를 적용하여 블레이드 축소효과를 보정할 수 있다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.631-636
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• 2014

본 연구는 전산 유체 해석 프로그램인 EDISON_CFD 해석 결과 산출 된 정적공기력계수(양력계수, 항력계수)를 이용하여 교량 단면의 갤로핑(Galloping)에 대한 안정성 평가를 실시하는데 그 목적이 있다. 특히 해상 교량은 장대 교량인데다 높은 풍속까지 견뎌 내야 하므로 내풍 안정성 검토의 중요성이 부각되고 있다. 전산 해석에 사용된 교량은 이순신 대교와 거가 대교의 표준 단면을 사용하였으며, 받음각과 풍속의 변화를 주어 높은 레이놀즈수 영역에서 공기력계수의 변화에 대해 검토하였다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2015.11a
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• pp.35-38
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• 2015

본 연구에서는 스포츠급 경항공기 모형의 공력 특성을 공군사관학교 아음속 풍동에서 측정하였다. 풍동시험은 유속 40m/s에서 이전 모델과 최근 공력성능 향상을 위해 보완된 모델에 대해 비교 실험 수행하였으며, 정확한 데이터를 얻기 위하여 흐름각 효과, 벽면효과, 지지대 간섭효과를 보정하여 공력계수를 산출하였다. 실험 결과, 두 모델의 항력계수와 양력계수가 전체적으로 유사한 경향성을 보이나 고받음각에서의 양력특성의 차이가 발생하였다. 또한 실제 비행 시의 레이놀즈 수 유동을 모사하기 위하여 Trip strip의 영향에 대하여 실험하였다. 그 결과 Trip strip을 부착하였을 경우 항력계수가 증가하고 최소항력받음각이 낮아지는 결과를 획득하였다.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.2
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• pp.57-80
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• 1994

항공기에 사용되는 2차 조종면은 플랩, 탭, 스포일러 등 여러 종류가 있으며 이중 spoiler는 공력제어 기능을 가지고 항공기의 조종성에 영향을 미치는 조종면으로 속도 감속이나 옆놀이 조종용으로 사용된다. 본 연구에서는 비행제어용 spoiler 기능과 고양항력을 얻을 수 있는 새로운 장치인 고양항력 panel에 대한 공력특성 및 비행제어 특성에 대하여 연구하였다. 이러한 고양항력 panel은 재래식인 spoiler가 양력을 감소시키고 항력만 증가시키는 장치인데 반하여 양력과 항력을 동시에 증가 시킬 수 있는 새로운 장치로서 날개의 앞전 윗면에 스팬방향으로 설치하여 슬롯효과를 발생시킴으로써 최대 양력 받음각에서 앞전에서의 박리를 막아 비행기의 착륙시 양력의 급작스러운 감소로 인한 불안정성을 감소시키게 된다. 본 논문에서는 직사각형 날개 및 FA-200모형의 날개위에 고양항력 panel을 설치하여 풍동실험 및 수치계산을 한 결과를 기술하였다. 실험결과 직사각형 날개의 경우 고양항력 panel의 위치는 날개의 앞전에 설치할 경우 고받음각에서 실속지연의 효과와 함께 후방실속의 특성을 향상 시킬 수 있으며, 항력의 증가로 인한 스포일러 효과를 얻을 수 있다. 양항비특성은 고양항력 panel을 날개의 앞전에설치하고, 그폭이 시위의 1/5이고, 붙임각 ${\theta}$가 $10^{\circ}$, 높이가 시위의 3/20일때 받음각 $18^{\circ}$ 이후에서 우수한 특성을 나타내었다. FA-200 모형의 경우 옆놀이 모멘트계수는 받음각이 작을 때 고양항력 panel의 슬롯간격과 붙임각이 작을수록 커지나 받음각이 커지면 붙임각이 커짐에 따라 증가함을 알 수 있다. 또한 키놀이 모멘트계수는 크게 변화하지 않으나 항력 특성은 고양항력 panel의 붙임각이 증가함에 따라 증가하였다. 고양항력 panel의 붙임각이 큰 범위에서 (${\theta}$ =$10^{\circ}$) 공기력의 증가는 고양항력 panel의 시위가 날개시위의 30%이고 슬롯의 폭이 날개시위의 10%일때 증가하는 결과를 얻을 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1990.07a
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• pp.185-195
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• 1990

물체로 인해 유체에 작용하는 힘은 항력과 양력이 있다. 그러나 물리적으로는 만족스러운 결과를 얻기 어렵다. 따라서 본연구에서는 부등류 비압축성 유체중의 잠수물체(말뚝 군)의 항력계수를 실험을 통해 Reynolds 수에 따라 구하여 보았다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.17-20
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• 2012

본 연구는 전산유체해석 프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 NACA63-425 에어포일과 이 에어포일을 기반으로 만든 뒷전 두께가 2% 4%인 NACA63-425G02, NACA63-425G04에 대하여 두께 변화에 따른 공력 특성 변화를 수치해석을 수행 하였다. 난류점성내의 압축성 조건에서 받음각에 따른 양력계수, 항력계수, 양항비 등을 비교하여 Flatback 에어포일의 장단점에 대하여 결과를 분석해 보았다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.590-593
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• 2015

항공기 운항 중에 가장 연료가 많이 소모될 때는 순간 고출력이 필요한 이륙 순간이다. 항공기가 이륙시 보다 적은 연료를 이용하여 효율적인 비행을 위해 고양력 장치를 사용하고 있다. 본 연구에서는 항공기가 이륙 시 사용되는 고양력 발생 장치 중 하나인 Slat을 이용하여 Slat의 각도 변화에 따라 가장 효율적인 공력특성을 찾아보았다. Slat의 각도를 $15^{\circ}$, $20^{\circ}$ $25^{\circ}$, $30^{\circ}$로 변화시켜 보면서 공력 특성 값들을 확인한 결과 Slat이 있는 경우 NACA2415만 있는 경우보다 양력계수가 좋아졌으나 Slat 뒷전의 와류에 의해 항력계수가 약간 증가 하는 모습을 보였다. 본 실험 case 중에서는 Slat 각도가 $30^{\circ}$일 때 Slat 뒷전의 와류가 사라져 가장 우수한 공력 특성을 보였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.437-441
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• 2013

항공기의 날개에 걸리게 되는 하중은 설계단계에서 고정되기 때문에 이륙과 착륙 같은 특수한 상황에서는 Flap이나 슬렛 등의 고양력 장치를 이용하여 날개 단면 형상을 변화시킴으로서 양력계수의 변화를 유도하고 그에 따라 각 임무별 최적의 공력 성능을 제공할 수 있게 된다. 따라서 본 논문은 에어포일의 보다 효율적인 양력을 위해 slotted flap사이에 양력 향상 Tab을 설치하여 EDISON-CFD을 이용하여 분석하였다. 그리고 그 효과와 익형에 얻어지는 양력계수를 비교하였다. 에어포일의 Slotted Flap에 양력 향상 Tab의 유무에 따른 유동 장을 분석하여 양력을 수치 해석 적으로 비교해 보았다. 결과에서 얻어진 상수를 비교하였고 양력 향상 Tab의 효과를 분석해 보았다.