• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1737-1741
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• 2008

하천 개수나 치수를 위한 기초 연구의 일환으로 수치모형을 이용한 검증 및 예측 과정이 요구되어 왔고, 고전적인 수치모의 방법으로 결과 산출이 용이한 1차원 모형을 적용시켜 왔다. 1차원 모형의 경우 모의영역을 쉽게 넓힐 수 있고, 입력 자료가 간단하다는 장점이 있지만, 수직적이고 수평적인 흐름특성 변화 및 난류 구조를 보이는 3차원적인 자연하천 흐름을 종방향의 1차원적인 모의 결과를 이용하여 평가한다는 점에서 비현실적이다. 하천을 가로질러 교각이나 보와 같은 구조물이 위치하고 있거나, 좌우 비대칭적인 형상의 수로를 모의할 경우 흐름특성의 공간적인 분포는 단순한 단면 평균적인 개념으로는 설명되기 힘들다. 최근에야 비로소 수공학 관련 실무자들에 의해서 최소한 2차원 수치모형을 기본적인 평가법으로 도입해야 한다는 분위기가 감지되고 있으며, 일반적으로 한강과 같은 대하천을 모의할 경우, 대다수의 실무자들과 연구자들이 축척을 문제 삼아 수로 내부에 위치한 교각을 생략하여 2차원 모의를 수행하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 수로 내부에 위치한 교각을 2차원 모의하는 방법에 대한 비교 평가를 수행하고자 한다. 동일한 격자를 이용하여 교각을 고려하지 않았을 경우와 교각 형상을 모의 영역에서 삭제하여 경계처리를 하였을 경우, 마지막으로 교각이 위치하고 있는 영역에 항력을 적용하였을 경우에 대해서 비교 평가한다. 이를 위하여 2차원 천수방정식을 흐름방정식으로 하는 유한요소모형을 구축하였으며, 모형의 검증을 위해 교각이 수로에 위치할 경우에 대한 실내 실험 자료와 비교한다. 또한 검증된 모형을 이용하여 교각이 포함된 한강의 일부 구간을 선정하여, 교각 모의 방법에 대한 비교 평가를 수행한다. 본 연구에서 구축된 자료 및 제시된 수치모형은 하천복원, 치수관리 측면에서 매우 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권6호
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• pp.468-477
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• 2014

본 연구에서는 태양광 고고도 무인항공기가 어떻게 태양광 에너지만을 이용해서 지상에서 이륙, 상승비행을 하여 임무고도인 18 km 지점까지 도달할 수 있는지에 관한 연구를 수행하였다. 주익면적 $35.98m^2$와 가로세로비 25의 글라이더 형태의 항공기가 기준 항공기 형상으로 사용되었다. 미국 나사의 공개 프로그램인 OpenVSP와 XFLR5을 사용하여 형상변수 및 양력계수와 항력계수를 계산하였으며, 태양광으로부터의 가용에너지와 상승비행에 필요한 에너지 균형을 통해 항공기의 상승비행을 예측하였다. 각 고도에서 비행속도를 최소화하여 최소시간 상승비행이 가능하도록 하였고 이륙시간에 따른 임무고도 도달까지의 총소요시간과 소모되는 에너지량을 예측하였다. 또한 편서풍과 비행속도에 의한 항공기의 이동거리를 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.1-8
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• 2002

초소형 비행체(MAV) 프로펠러에서 깃 익형의 공기역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 저레이놀즈수 익형의 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 프로펠러 깃 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 익형모델은 저레이놀즈수 프로펠러 익형에 주로 이용되는 ARA-D 6%을 선택하였다. 계산된 익형의 공력 변수들과 최소에너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 변화시킴으로써 초소형비행체의 설계조건에 적합한 가장 효율적인 프로펠러 형상을 구하였고, 현재 운용중인 Black Widow의 프로펠러 형상과 같은 설계조건에서 비교하였다. 설계결과 초소형비행체의 프로펠러에 적합하게 제공될 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.97-108
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• 2015

돛 요트, 패러글라이더, 또는 고공 풍력 등의 설계에 있어, 3차원 모델에 가해지는 측풍공기력을 해석하는 일은 다양한 기계의 성능을 예측하기 위해 매우 중요하다. 3차원 형상 주위의 본질적인 유동 물리를 이해하기 위하여, 본 연구에서는 간략화된 강체 모델들이 제안되었다. 자유류 속도, 받음각, 종횡비, 그리고 캠버가 독립변수로서 고려되었다. 양력과 항력 계수들은 ANSYS-CFX를 이용한 전산유체역학 해석을 통하여 계산되었고, 유동장의 후처리된 가시화 결과는 유체역학의 관점에서 해석되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.711-717
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• 2012

스포츠급 경항공기 개념 설계 단계에서 항공기의 정적 안정성 분석을 위해 1/5 축소모델로 풍동시험을 수행하였다. 제안된 경항공기의 동체 단독 및 동체에 주익, 수평꼬리날개, 수직꼬리날개 등을 조합한 6개 형상에 작용하는 공력을 내장형 밸런스를 이용하여 측정하고 정안정 미계수를 도출하여 기본 양항력 공력특성 및 각 요소가 세로 방향 가로 정안정 특성에 미치는 효과를 분석하였다. 풍동시험 결과로부터 특히, 수평꼬리날개와 수직꼬리날개 그리고 고익형태와 상반각을 갖는 주익 등이 각각 세로, 방향, 가로 정안정성에 미치는 기여정도를 정량적으로 파악하였으며, 본 시험결과는 항공기 각 형상 구성품 조합의 정안정 특성에 관한 유용한 실험자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2465-2470
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• 2008

A new surface shape of an internal cooling passage which largely reduces the pressure drop and enhances the surface heat transfer is proposed in the present study. The surface shape of the cooling passage is consisted of the concave dimple and the riblet inside the dimple which is protruded along the stream-wise direction. Direct Numerical Simulation (DNS) for the fully developed turbulent flow and thermal fields in the cooling passage is conducted. The Numerical simulations for the 5 different surface shapes are conducted at the Reynolds number of 2800 based on the mean bulk velocity and channel height and Prandtl number of 0.71. The driving pressure gradient is adjusted to keep a constant mass flow rate in the x direction. The thermo-aerodynamic performance for the 5 different cases used in the present study was assessed in terms of the drag, Nusselt number, Fanning friction factor, Volume and Area goodness factor in the cooling passage. The value of maximum ratio of drag reduction is -22.86 [%], and the value of maximum ratio of Nusselt number augmentation is 7.05 [%] when the riblet angle is $60^{\circ}$ (Case5). The remarkable point is that the ratio of Nusselt number augmentation has the positive value for the surface shapes which have over $45^{\circ}$ of the riblet angle. The maximum Volume and Area goodness factor are obtained when the riblet angle is $60^{\circ}$ (Case5).

• 설비공학논문집
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• 제23권10호
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• pp.670-677
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• 2011

Direct numerical simulation are performed in order to investigate the effect of the circular cylinder shape on the forced convection around a circular cylinder at the Reynolds number of 300 and Prandtl number of 0.71. Three-dimensional characteristics of fluid flow and heat transfer around the smooth, wavy and torsional cylinders are investigated. A wavy cylinder has the sinusoidal variation in the cross sectional area along the spanwise direction with the wave length of ${\pi}/3$ and wavy amplitude of 0.1. A torsional cylinder has the twisted elliptic cross section with a torsional period of ${\pi}/2$ and an axis ratio of 1.35 corresponding to the major axis of 1.15 and the minor axis of 0.85. The value of time-and surface-averaged drag coefficient for the smooth cylinder is similar to that for the wavy cylinder, but larger than that for the torsional cylinder. The time and surface-averaged lift coefficient for the smooth cylinder is larger than that for the wavy and torsional cylinders. The time-averaged local heat transfer rate for the wavy and torsional cylinders shows different distribution along the circumferential direction, compared to that for the smooth cylinder because of the shape change in the spanwise direction for the cases of the wavy and torsional cylinders.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권2호
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• pp.63-71
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• 2003

해양 부유폐기물의 주요 발생원은 홍수시 육상으로부터 발생되어 해양으로 유입되는 부유쓰레기에 기인하며, 부유쓰레기가 해상으로 유입되는 것을 효과적으로 수거하는데 사용하는 것이 차단막이다. 강한 흐름이 존재하는 강이나 하천에 차단막을 설치할 때 흐름에 의한 차단막에 작용하는 항력과 장력은 흐름의 속도와 방향, 설치된 차단막의 형상, 수면아래의 차단 부의 형상에 따라 변한다. 본 논문에서는 기존 차단막에서 활용되고 있는 대표적인 형태를 대상으로 1/5, 1/10, 1/20 모델을 제작하여 개구비(gap ratio)에 따른 유속별 장력을 계측함으로서 높은 유속에 노출된 부유물 차단막에 대한 설계장력 추정법을 정립하고자 하였다. 또한 기존 이론에 의한 장력 추정법과의 상관관계를 검토하여 기존에 사용되어 오던 장력계수보다 더 큰 값을 사용하는 것이 타당함을 밝혔다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.88-93
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• 2011

The aerodynamic drag characteristics of HEMU-400X which has been being developed for the maximum speed of 430km/h were analyzed experimentally as the variations of the pantograph cover configurations to reduce the acoustic noise and the aerodynamic drag of the pantograph system. The wind tunnel tests were performed with three pantograph cover models upon 1/20 scaled 5-car model of HEMU-400X. Two kinds of wedge shapes which induce up-flow in the vicinity of the pantograph and one cone shape which reduces the whole train drag were used in order to compare the aerodynamic characteristics as the pantograph cover shape changes. The each axial force of 5 each car was measured at a time with the test velocities, 30, 40, 50, 60m/s. Through the wind tunnel test the base drag forces of HEMU-400x model and the forces by the pantograph cover on the train model were investigated and the aerodynamic drag characteristics of the train model by the pantograph cover configurations were analyzed.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권2호
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• pp.37-45
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• 2015

A parametric study on the shapes of bobsleigh bumpers has been performed to reduce the aerodynamic drag. Effects of geometric parameters, such as leading angle of leading bumper, the ratio of minimum width to maximum width of leading bumper, the ratio of leading bumper length to trailing bumper length, trailing angle of trailing bumper, and the ratio of bumper height to installation location of bumper from the bottom of bobsleigh, on the aerodynamic performance of the bobsleigh were estimated using 3-D Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The turbulence was analyzed using the shear stress turbulence model. Reynolds number based on the hydraulic diameter of the external flow channel was in the range of 150,000~1,000,000. Numerical results for drag coefficient were validated compared to experimental data. Ranges of the five geometric parameters were determined according to the rule of Federation Internationale de Bobsleigh et de Tobaganning. The aerodynamic performance of the bobsleigh sled was most sensitive to the leading angle of leading bumper and the ratio of minimum width to maximum width of leading bumper.