• 제목/요약/키워드: 후류와

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Wake Turbulence RE-CAT 적용과 효과성에 관한 연구 (The Study on the Application of RE-CAT and Effectiveness)

  • 최상일;최지호;유수정;임민성;오민하;이수정;김현미;김휘양
    • 한국항공운항학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.34-43
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    • 2021
  • Wake turbulence generated by the lead aircraft has a significant impact on the following aircraft and it is has been considered a key factor to consider whenin determining the longitudinal separation between the aircraft. ICAO classifies aircraft into four wake turbulence categories based on the maximum takeoff weight and provides the longitudinal separation minima for each category. Due to richer measured data and better understanding of physical processes, it is raised that classifying aircraft with only four wake turbulence grades is imprecise and leads to over-separation in many instances. In this regards, much research on a new method of classifying Wake Turbulence Category(Re-CAT) has been done by EURO-CONTROL, FAA, and ICAO. The main purpose of this study is to conduct a comparative analysis of the existing wake turbulence separation standards with Re-CAT in terms of departure capacity and the resulting benefits of Re-CAT using the data from the Incheon International Airport. The results show that EUROCONTROL and new ICAO standards have the greater effect on reducing wake turbulence separation, compared to the FAA RE-CAT standards. It is also concluded that Re-CAT presents different results of wake turbulence separation depending on the flight characteristics of each airport.

Simulink와 X-Plane을 이용한 모의 근접비행 시뮬레이션 환경 개발연구 (Development of Simulation Environment for Proximity Flight Using Simulink and X-Plane)

  • 이상훈;박찬휘;박영후;이대우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.465-472
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    • 2021
  • 고정익 모선과 자선의 공중에서의 분리-재결합 상황에 대한 실제 비행시험 이전에 시뮬레이션을 통해 자선의 비행제어 시스템을 검증할 필요가 있다. 본 논문에서는 X-Plane의 후류 기능을 기반으로 연구실 환경에서 자선의 비행제어 시스템 개발을 위한 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 이를 위해 자선의 공력해석을 수행하고 Simulink를 사용하여 항공기를 모사하였으며, X-Plane을 활용하여 시각화와 바람, 돌풍, 모선의 이동을 구현하였다. 유도제어 알고리즘을 Simulink 내 자선 모델에 적용하여 모의 근접비행을 수행함으로써 구축된 시뮬레이션 환경을 검증하였다. 또한 비행 결과를 통해 자선이 모선 후방에서 안전하게 비행할 수 있는 영역을 확인하였다.

배터리화재를 모사한 이온화 메탄의 연소특성 및 모델링 (Combustion Characteristics and the Modeling of Ionized Methane for Battery Fires)

  • 고혁주;이의주
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권1호
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    • pp.23-29
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    • 2019
  • 리튬이온 배터리와 같은 충전식 배터리는 에너지의 저장장치로서 최근의 에너지 이용의 변화에 따라 크게 주목받고 있을 뿐 아니라 실제로 다양한 소형 전기기기 및 전기 자동차의 전기에너지 저장시스템으로 폭넓게 적용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 화재나 폭발 등의 위험성이 항상 존재하여 사용의 폭을 제한시키고 있다. 배터리화재가 일반적인 화재와의 다른 특성은 여러 가지가 있지만 그 중에 가연물질이 전해질에서 이온화 되어있다는 특성이다. 본 연구에서는 배터리 화재를 이해하기 위해서 양이온과 전자 등으로 이온화된 메탄 제트화염에서의 연소특성을 실험적으로 관찰하였다. 화염 형상 및 화염안전성은 현재의 실험조건에서는 연료 이온화 효과가 없었고, 제트화염 후류에서 측정한 CO와 NOx의 농도가 이온화연료에서 모두 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이온화 메탄 연소특성의 파라미터 연구를 위하여 수치해석의 반응기구를 수소첨가의 형태로 단순화하여 이온화연료의 연소특성을 모사할 수 있는지에 대한 모델링 검토를 수행하였다. 연료 이온화의 영향으로 수소의 농도는 증가시키되 반응 후 온도는 일정함을 가정하여 모델링하면 실험결과와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

전진 비행하는 Quad-Tilt Propeller 형상 무인기 날개에서 나타나는 공력간섭 현상에 대한 실험적 연구 (A Experimental Study of Aerodynamic Interference on Quad-Tilt Propeller UAV Wings in Forward Flight Condition)

  • 김태우;정진덕;김양원;박철완;조태환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.81-89
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    • 2019
  • 본 연구는 쿼드 틸트 프로펠러(Quad Tilt Propeller)형상의 탠덤날개 항공기의 전진비행 조건을 풍동실험하여 전방 날개 및 프로펠러가 후방날개에 작용하는 공력 간섭효과를 분석하였다. 6축 밸런스시스템을 이용해 전기체의 힘을 측정하였고 날개뿌리에 부착된 스트레인게이지를 이용하여 각 날개의 굽힘모멘트를 측정하였다. 12홀 프로브를 이용해 날개 및 프로펠러 후류의 유동장을 측정하였으며, 털실과 스모크를 이용한 유동가시화 실험을 통해 유동 특징을 정성적으로 확인하였다. 요소별 공력간섭 현상을 측정하기 위해 프로펠러 부착 조합을 바꿔가며 전방날개와 프로펠러가 후방날개에 작용하는 영향을 분석하였다.

하강류 제어를 통한 교각세굴 감소 효과 분석 (Analysis on the Scour Reduction Effect by Controlling Downflow)

  • 이호진;오현식
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.61-67
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    • 2018
  • 세굴보호방법은 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 첫 번째 방법은 국부세굴의 주요 원인인 말굽형와류와 후류와를 감소시키는 방법이다. 소형 원통형구조물 또는 분리된 연직반사판은 교각 앞에 설치하거나 스포일러처럼 교각에 부착하여 와류의 세기를 감소시킬 수 있다. 두 번째 방법은 하상재료를 보호하기 위한 보호층을 설치하는 방법이다. 이 방법은 블록매트 또는 테트라포드를 사용함으로써 즉시 효과를 발휘하는 장점이 있다. 본 연구에서는 첫 번째 방법을 사용하여 세굴감소 효과를 평가하였다. 반사판 간격과 세굴의 감소효과의 관계는 명확하게 나타나지 않았다. 이 것은 반사판의 폭이 세굴 감소와 어느 정도 관계가 있기 때문인 것으로 추측된다. KC 수가 증가함에 따라, 세굴감소 효과는 줄어드는 경향을 보였다. 또한, 세굴감소율은 $U_R=25$ 또는 KC = 8 일 때 급격한 변화를 보였다.

원유운반선용 Ring Stator 설계 및 성능 연구 (Design and Performance Analysis of Ring Stator for Crude Oil Carriers)

  • 강진구;변태영;김문찬
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.369-376
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    • 2021
  • 전 세계적으로 환경오염 문제로 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization)에서는 이산화탄소 배출량과 관련된 지수인 EEDI(Energy Efficiency Design Index)를 만들어 새로 건조되는 선박들에 대한 규제를 적용하고 있다. 본 연구에서는 158k 원유운반선의 선형과 프로펠러 후류를 분석하여 새로운 형태의 에너지 저감 장치인 ring stator를 제안하였다. 최근의 선박들은 반류가 적은 즉 선미부 유속이 빠른 경향으로 발전되고 있어 덕트가 포함된 ESD(Energy Saving Device)는 저속비대선이라도 컨테이너선처럼 적용하기가 어렵다. 본 연구에서 제안한 ring stator는 이러한 점을 고려하여 새로이 개발된 장치로써 자항 성능 향상 뿐 아니라 저항 성능의 최소화를 목표로 설계를 진행하였다. Star-CCM+의 상용 프로그램을 활용하여 CFD 해석을 통해 설계한 ring stator의 성능을 확인하였고 최종 제시한 설계안에 대해 약 3.4 %의 추진 효율 개선 효과가 있음을 확인하였다. 설계된 ring stator에 대한 실험과의 비교 등을 통해 성능 검증 및 보다 정도 높은 최적화에 대한 연구를 추후 수행할 계획이다.

하이브리드 난류 모델을 이용한 전류고정덕트 후류의 고정도 수치 해석 (Computational Simulations of Turbulent Wake Behind a Pre-Swirl Duct Using a Hybrid Turbulence Model with High Fidelity)

  • 강민재;정재환;조석규;허재욱;김상현;이상봉
    • 대한조선학회논문집
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    • 제59권3호
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    • pp.141-148
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    • 2022
  • A hybrid turbulence model has developed by combining a sub-grid scale model using dynamic k equation in LES with k-𝜔 SST model of RANS equation. To ascertain potential applicability of the hybrid turbulence model, fully developed turbulent channel flows at Re𝜏=180 have been simulated of which computational domain has a top wall with coarse cells and a bottom wall with fine cells. The streamwise mean velocity and turbulent intensity profiles showed a good agreement with DNS data when using the hybrid model rather than using a single model in k-𝜔 SST or dynamic k equation models. Computational simulations of turbulent flows around KVLCC2 with a pre-swirl duct have been mainly performed using the hybrid turbulence model. Compared to the results obtained from RANS simulation with k-𝜔 SST model as well as LES with dynamic k equation SGS model, turbulent wakes of the duct in the present simulation using the hybrid turbulence model were very similar to that of LES. Also, the resistances acting on hull, rudder and duct in hybrid turbulence model were similar to those in RANS simulation whereas the viscous forces acting on the hull in LES had a significant error due to coarse cells inappropriate to the sub-grid scale model.

손바닥 선인장 열매를 이용한 전통주 개발 - I. 전통주 제조기법을 이용한 발효주 및 증류주의 특성 - (The Development of Korean Traditional Wine Using the Fruits of Opuntia ficus-indica var. saboten - I. Characteristics of Mashes and Sojues -)

  • 배인영;윤은주;우정민;김주신;양차범;이현규
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제45권1호
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    • pp.11-17
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    • 2002
  • 제주도 손바닥 선인장 열매주를 제조함에 있어 질소원의 첨가에 따른 발효 중 성분 변화를 조사하고, 이를 증류시 품질 및 기호도의 변화를 알아보고자 하였다. 질소원을 첨가한 2단 담금부터 발효 종료일까지 성분 변화는 질소원 첨가 유무에 따라 각각 pH $3.7{\sim}3.8$, $3.6{\sim}3.7$, 산도 $4.2{\sim}6.5$, $1.2{\sim}1.5$, 당도 $10.0{\sim}10.8$, $5.6{\sim}6.0$ $^{\circ}Brix$, 환원당 $3.50{\sim}3.83$, $6.43{\sim}6.73$ mg/ml, 알코올 $8.1{\sim}9.8$, $8.0{\sim}9.1%$로 산도, 당도, 알코올은 증가하고, pH와 환원당은 감소하였다. 질소원을 첨가한 발효주가 첨가하지 않은 발효주에 비해 pH, 산도, 당도는 높았고 환원당은 낮았다. 발효과정에서 yeast의 생육도는 증가, bacteria는 감소하였으며 질소원을 첨가함으로써 그 경향은 더욱 증가하였다. 발효주를 증류한 후 각각 후류와 증류수로 희석하여 알코올 농도를 22%로 조정한 증류주의 pH는 $3.7{\sim}4.0$, 산도는 $0.02{\sim}0.10$, 당도는 $5.4{\sim}6.1\;^{\circ}Brix$였다. 향기성분으로는 acetaldehyde, acetyl acetone, acetic acid ethyl ester, ethyl alcohol, 2-propyl alcohol, acetone, n-propyl alcohol, butanoic acid methyl ester, 2-phenyl ethanol, thymol, acetic acid phenyl ester, vanillic aldehyde 등이 공통으로 검출되었고, 그 밖의 향기성분은 종류에 따라 다소 차이를 보였다. 또한 이들의 관능검사 결과, 색과 향에서는 유의적인(p<0.05) 차이를 보였으나, 전반적인 기호도에서는 시료간 유의적인(p<0.05) 차이가 없었다. 전체적으로 질소원을 첨가하지 않은 술덧을 증류하여 증류수로 희석한 증류주가 높은 pH와 당도, 낮은 산도를 보였으며 기호도에서도 가장 높았다.

정상흐름 하에서 스포일러 부착형 해저파이프라인의 자가매설 기구에 관한 수치해석 (Numerical Analysis on Self-Burial Mechanism of Submarine Pipeline with Spoiler under Steady Flow)

  • 이우동;허동수;김한솔;조효제
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.146-159
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    • 2016
  • 본 연구에서는 정상흐름 하에서 스포일러가 부착된 해저파이프라인의 자가매설 기구를 분석하기 위하여 유체역학적 특성을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes Solver(LES-WASS-2D)를 이용하였다. 본 논문에서 적용하는 수치모형의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 기존의 스포일러 유무에 따른 파이프라인 주변의 흐름특성을 나타낸 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그리고 입사유속, 스포일러의 제원 및 배치에 따른 파이프라인 주변의 수리특성(유동, 와동, 압력)과 작용력 특성을 수치적으로 분석하였다. 그 결과 1차적으로 해저파이프에 스포일러가 부착된 경우에 투영면적이 증가함으로 인하여 배후로 빠져나가는 유속이 커지고, 동시에 배후에서 발생하는 후류에 기인한 강한 와동이 발생한다. 그리고 2차적으로는 스포일러의 영향으로 상하 비대칭적인 유동 및 와동장이 발생하고, 이로 인해 비대칭적인 압력장이 형성된다. 이것은 파이프에 작용하는 힘의 비대칭성을 증가시켜 하향의 유체력을 크게 발달시킨다. 이와 같은 두 가지의 큰 원인으로 인하여 스포일러 부착형 해저파이프라인이 자가매설 되는 것으로 이해된다.

라이다(LiDAR) 측정을 이용한 나셀전달함수의 유도 (Derivation of Nacelle Transfer Function Using LiDAR Measurement)

  • 김현구;강용혁;윤창열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권9호
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    • pp.929-936
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    • 2015
  • 풍력터빈 블레이드의 후단, 나셀 상부에 설치되는 나셀 풍속계는 블레이드 회전에 따른 후류효과 및 나셀형상 등으로 인하여 풍력터빈에 입사되는 자연풍속과는 다른 왜곡된 풍속을 측정한다. 풍력터빈 출력성능의 신뢰성 확보를 위해서는 나셀풍속을 자연풍속으로 보정하는 나셀전달함수를 유도하여 성능곡선을 보정하여야 한다. 본 연구에서는 전라남도 비금도 북부 해안에 건설된 신안풍력발전소에서 지상기반 원격탐사 장비인 라이다(LiDAR)를 설치하여 나셀 풍속계와 동일 높이에서의 자연풍속을 측정하였다. 나셀풍속을 자연풍속으로 보정하는 기존의 단순회귀분석에 의한 선형 나셀전달함수를 개선하기 위하여 다중회귀분석에 의한 비선형 나셀전달함수를 유도하였다. 나셀전달함수로 계산한 보정풍속을 풍력터빈 출력곡선에 대입하여 산출한 이론 발전량과 실제 발전량의 잔차를 비교하여 개선효과를 검증하였다. 다중회귀분석 나셀전달함수는 단순회귀분석에 비해 풍속의 표준오차는 9.4% 감소하였으며, 발전량 잔차 분포의 평균은 6.5% 감소하여 개선효과가 있음을 확인하였다.