• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.399-406
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• 2016

대형 풍력터빈은 지상 전단 흐름 내에서 회전하면서 주기적인 유입속도의 변동 조건 하에 운용된다. 수직 전단흐름에 의해서 경계층 내의 유입 속도는 최고점에서 속도가 최대가 되고 최저점에서 속도가 최소가 된다. 이러한 공간적인 풍속 분포는 풍력터빈 로터의 허브와 저속회전축에서 6분력 하중에 대한 주기적인 진동을 야기한다. 본 연구에서는 수직 전단 흐름 효과를 무시한 균일 흐름장과 지상 전단 흐름효과를 고려한 두 가지 경우에 대한 공력 하중을 비교분석하였다. 계산 결과로부터 허브에서의 추력과 굽힘모멘트, LSS의 굽힘모멘트가 크게 변동하는 결과를 보여주었다. 따라서 지상 전단흐름 효과를 반영한 공력 해석이 피로 해석을 위해서 반드시 필요함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.662-669
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• 2012

생체 모방형 초소형비행체의 설계 파라미터를 해석하기 위해 플래핑 날개의 공력특성에 관한 가로세로비의 효과가 조사되었다. 실험 모델은 4절 링크로 구성되었으며, 낮은 레이놀즈수 조건을 갖는 수조 내부에서 구동되었다. 미세힘 측정용 방수 로드셀이 제작되어 아크릴로 만든 날개의 뿌리에 설치되었다. 날개 형상은 초파리의 날개 모양을 기준으로 하였다. 선택된 가로세로비는 각각 1.87, 3.74, 7.48이었으며, 레이놀즈수는 $10^4$에 고정되었다. 가로세로비 1.87과 3.74에서는 후류포획과 같은 비정상효과를 나타내는 뚜렷한 양력 피크가 스트로크 초기에 관찰되었다. 그러나 가로세로비 7.48의 경우 상기 비정상 효과는 관찰되지 않았다. 이러한 물리적 특징은 후행회전인 경우에서도 동일하게 관찰되었다. 이와 같은 결과는 MAV 설계에 적용할 수 있는 곤충 모방형태의 플래핑 날개인 경우 높은 가로세로비의 날개가 향상된 공력성능을 제공한다는 것을 의미한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권3호
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• pp.51-59
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• 2006

교반기 내에서의 교반속도 변화에 따라 제조된 자가치료용 마이크로캡슐의 물리적 특성을 입도분석기와 광학현미경을 통해 실험적으로 관찰하였다. 또한 자가치료용 마이크로캡슐의 제조공정을 이해하기 위해 3차원 수치해석의 수행을 통해 교반기 내에서의 유동 특성을 조사하였다. 연구결과에 따르면, 교반기 내에서의 교반속도는 마이크로캡슐의 크기를 결정하는 주요 인자임을 확인하였다. 액체가 혼합된 교반기 내에서는 회전하는 임펠러에 의해 제트와 끝단 와류 성분이 발생하였으며 임펠러의 블레이드 주위에 형성되는 와도는 교반속도가 높아질 때 증가함을 알 수 있었다. 또한 자가치료용 마이크로캡슐의 크기는 끝단 와류와 같은 작은 크기의 혼합 패턴 유동에 큰 영향을 받았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.712-721
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• 2015

펄스데토네이션엔진은 넓은 작동 범위와 높은 열효율로 인하여 잠재력 있는 미래 추진기관 시스템으로 연구되어왔다. 이러한 잠재력을 개선하기 위하여 지난 10여 년간 다양한 요소 기술들에 대한 연구가 진행되었다. 고주파수의 환경에서 PDE를 안정적으로 작동시키기 위하여, inflow-driven 밸브, 회전 밸브 등을 포함하는 새로운 밸브 시스템과 무밸브 시스템이 개발되었다. 작은 점화 에너지로 빠르게 데토네이션을 발생시키기 위하여 플라즈마 점화 방법과 경사 장애물 기술과 같은 DDT 가속 방법이 연구되었다. 또한 PDE 추진 성능 극대화를 위하여 유체노즐 등의 노즐 시스템도 진행 중인 연구 주제의 하나이다. 본 논문에서는 지난 수년간 개발된 PDE의 최신 부체계 핵심 기술에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.26-32
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• 2005

본 연구에서는 반응표면법에 다항함수, 지수함수, 로그함수등을 적용한 다양한 회귀함수를 이용하여 최적화를 수행하였다. 이를 검증하기 위해 트러스 구조와 하니콤 복합재 플랫폼에 대하여 응력 및 고유진동수를 고려하여 최적설계를 수행하였다. 근사함수를 효과적이고 용이하게 하는 방법을 실험계획법이라 하는데 중심합성법, 요인설계법, 회전계획법, 심플렉스법 등이 있으며, 본 연구에서는 중심합성법을 이용하여 반응표면을 생성하였다. 이를 위하여 구조해석 코드로 MSC/NASTRAN을 사용하였으며 최적설계 프로그램은 중심합성법을 기반으로 하여 다양한 회귀모델에 의한 반응표면을 적용하여 작성하였다. 또한 이 결과를 기존의 도함수를 이용한 최적화 기법이나 유전자알고리즘을 이용한 최적화 결과와 비교하여 반응표면법의 설계상의 장점 및 반응표면 생성 시 다양한 회귀모델에의 사용에 대한 신뢰성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-10
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• 2005

비정렬 격자계에서 continuous adjoint 방정식을 사용하여 제자리 비행을 하는 헬리콥터 로터 블레이드에 대한 공력 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 효율적인 민감도 계산을 위해 회전좌표계에서 continuous adjoint 민감도 해석 기법을 유도하였다. 설계과정의 반복적인 수치계산의 효율을 높이기 위해서 영역 분할 기법에 기반을 둔 병렬처리 기법을 도입하였다. 끝단 와류의 정확한 포착을 위해서 끝단와류를 따른 격자적응을 수행하였다. 이러한 방법은 Caradonna와 Tung의 실험형상 및 UH60 헬리콥터 로터 블레이드의 공력 최적설계에 적용되었으며, 본 연구에서 사용된 최적설계 기법을 이용하면 일정한 추력을 유지하면서 요구동력을 현저하게 줄일 수 있음을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.20-25
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• 2005

본 연구에서는 UH-1H 헬리콥터의 축소 로터에 대한 두께소음과 하중소음, 그리고 와류흘림에 의한 광역소음을 각각 수치계산을 통해 얻어내고, 그 크기를 비교하였다. 로터의 후류형상은 Kocurek과 Tangler의 지정후류 방법을 사용하였으며, 팁 마하수 $M_{T}$의 범위는 0.2, 0.4, 0.8로 나누어서 유동장 계산과 그에 따른 소음해석을 시도하였다. 팁 마흐 수 $M_{T}$ = 0.8에서 와류 흘림에 의한 광역 소음은 가청주파수 대역 및 A-가중함수를 고려하였을 때에 상대적으로 저주파수 특성을 갖는 두께소음이나 하중소음에 비해 작은 값을 보이는 것으로 나타났다. 특히 광역소음은 가청주파수를 벗어난 초음파 영역에서 대부분의 음압을 방사하는 것으로 나타났다. 반면 $M_{T}$를 0.4 이하로 하였을 때에는 광역소음이 저주파수 영역으로 이동하면서 이산소음에 비해 더 소음레벨을 보이는 것으로 나타났다. 즉, 저속 회전하는 헬리콥터 로터의 경우에는 광역소음의 고려가 필수적임을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.213-223
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• 2015

본 연구에서는 기존의 헬리콥터 초기 설계 도구를 분석하여 단점을 확인하였으며, 추정식을 유도하고 최신화하여 설계 모델을 정립해 초기 설계도구의 우세성과 용이성을 제고하고자 하였다. 이를 위해 Tishchenko 방법론을 기반으로 최신 추정식을 유도하여 정립하였으며, 사이징에서는 순차분해법을 이용하여 충실도를 높이고 해석에 소요되는 시간을 줄이고자 하였다. 또한, 정립된 최신화된 경험식에 적용 가능한 경험적 파라미터를 헬기 데이터베이스를 이용한 회귀분석과 수치해석을 통해서 추출하여 설계 시 발생되는 오차를 줄이고 사용자가 어렵지 않게 적용할 수 있도록 하였다. 이를 통해 도출한 연구 결과는 기존의 설계 도구인 RISPECT 개념 설계 도구와 비교하여 설계 모델이 타당함을 확인하였으며, 기존의 운용되고 있는 다양한 중량군의 헬리콥터를 재설계한 중량 및 형상 계산 결과가 평균 5%이하의 오차를 보임으로 초기 설계 도구로 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.46-58
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• 2018

고해상도 관측위성의 대용량 영상 데이터 송신용인 2축 짐벌식 X-밴드 안테나는 궤도 임무수행 중 안테나 구동에 따라 미소진동을 유발하며, 이는 관측위성의 영상 품질을 저하시키는 요인 중 하나이기 때문에 반드시 절연되어야 할 대상이다. 본 논문에서는 상기 X-밴드 안테나의 방위각 구동에 따른 미소진동절연과 동시에 기존에 제안된 티타늄 블레이드 기어가 소성변형에 취약한 문제점을 보완하기 위해 초탄성 형상기억합금 (SMA)을 활용한 메쉬 와셔 기어를 제안하였다. 상기 SMA 메쉬 와셔 기어의 기본 특성을 파악하기 위해 SMA 메쉬 와셔 두께방향 정하중 시험과 SMA 메쉬 와셔 기어 수준의 회전방향정하중 시험을 실시하였다. 아울러 안테나 조립체 수준의 미소진동 측정시험을 통해 제안된 SMA 메쉬와셔 기어의 진동절연이 효과적임을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.36-47
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• 2006

인공위성에서 자세획득을 위해 기동을 하거나 이상상태 발생으로 위성이 임무를 수행하지 못하여 결국에 위성을 잃어버리게 되는 Flat Spin 상태에서 자세를 복구하는 방안인 Dual Spin Turn의 원리에 대한 연구가 수행되었다. Dual Spin Turn 현상에서 중요한 모멘텀 전달 원리를 물리적으로 명확하게 설명하였다. 그리고 기존의 연구결과에서 많이 알려진 방법을 포함하여 일반적인 위성의 관성모멘트 조건과 모멘텀 휠의 회전 방향 등을 여러 가지로 변화시켜 보면서 타당성을 검증하였다. Dual Spin Turn 과정은 개루프 제어와 에너지 감쇄장치의 도입이라는 2단계 제어방법을 이용하여 여러 경우에 대해 시뮬레이션으로 분석해보았다. 또한 제어의 타당성을 입증하기 위해 2단계 제어 이후의 안정성에 대해 검증하였다. 그리고 Dual Spin Turn을 이용하여 Flat Spin Recovery를 수행하는 시나리오를 예제로 제시하였다.