• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.11-23
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• 1997

본 논문은 선박용 프로펠러 날개단면의 개발 과정을 다루고 있다. 2차원 날개단면의 유체역학적 특성은 캠버 및 두께 분포, 앞날 반경 등 기하학적 형상에 따라 달라진다. 2차원 날개단면 주위의 전 유장을 난류로 고려한 후 해석하기 위해 유한 체적법에 의한 Reynoles time averaged Navier-Stockes 방정식을 이용한 수치해석 기법을 개발하였다. 본 연구에서는 날개단aus 표면에 보다 많은 계산점을 주면서도 받음각의 변화에도 격자계 생성이 용이한 O-Type 격자계를 채택하였고, 전 유동장은 k-${\varepsilon}$ 난류 모형을 적용하여 해석하였다. 본 연구에서 개발된 수치해석 기법은 NACA0012의 실험 결과와 비교하여 계산 정도를 확인하였다. 본 연구에서는 낮은 항력을 갖는 고효율 날개단면 개발을 목표로, 항력이 양호한 날개단면은 공동 터널에서 양력, 항력 및 공동 특성 실험을 수행하였으며, 수치 해석 결과와도 비교하였다. 본 연구를 통하여 개발된 2차원 날개단면 해석용 수치 유체역학 코드는 실험 결과와 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다. 이상의 과정을 통하여 기존의의 날개단면인 NACA66 두께 분포와 a=0.8 mean line 캠버를 갖는 KH13보다 효율뿐만 아니라 공동 특성도 우수한 단면인 KH28을 개발할 수 있었다. 새로운 날개 단면인 KH28은 선박용 프로펠러에 적용하기 위한 연구가 지속되어야 하며, 한편 낮은 받음각에서 양-항력 추정의 정확도를 높이기 위해서는 개발된 수치해석 코드에 2-경계층 모형이 적용되어야 할 것으로 본다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.69-76
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• 1991

포텐셜 유동에서 규정된 속도 분포에 대한 2차원 날개 단면을 설계하는 방법을 제시하며 날개 표면에는 보오텍스를 분포시켰다. 보오텍스 분포를 결정하는데 사용한 경계조건은 날개 표면에서 유체유동이 유선이라는 것이다. 최종 2차원 요구 단면을 얻기위하여 반복 계산법을 채택하였고 개발된 program으로 설계한 몇가지 수치해를 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.146-158
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• 1991

2차원 날개 단면 주위의 유동을 레이저 유속계측장치(LDV)를 이용하여 계측하였다. 레이저 유속계측장치는 주위 유동에 영향을 주지 않으면서 물체 주위의 유속을 정밀하게 계측할 수 있는 장비로서 본 논문에서는 2W Ar-Ion 레이져 광선을 이용한 2색 3선형 레이저 시스템을 사용하여 2방향 속도를 동시에 계측하였다. 레이저유속 계측장치를 사용하여 NACA0012 단면 주위의 유동을 계측한 후 난류경계층, 박리현상(Separation) 및 날개 뒷날에서의 유동 현상등에 대한 해석을 수행하였다. 계측된 유동장의 해석 결과를 Head의 운동량 적분법에 의한 계산결과와 비교하였다. 입사각이 작고 레이놀드수가 비교적 큰 경우에는 계측결과에 의한 경계층 특성과 운동량 적분법에 의한 계산결과가 잘 일치함을 보였다. 2차원 날개단면 주위 유동을 정밀 계측하여 수치계산 방법에 의한 결과와의 비교를 위한 유동계측 자료를 확보하였으며 캐비테이션 특징 및 양력특성이 우수한 새로운 날개단면 개발에 응용될 수 있는 2차원 단면시험법을 개발하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서는 3차원 날개의 실속 특성을 예측하였다. 날개의 실속 특성을 해석하기 위해 반복적 캠버변형 기법을 비평면 양력면 이론에 도입하였다. 반복적 캠버변형 기법은 기지의 2차원 에어포일 데이터를 이용하여 3차원 날개의 실속 특성을 해석한다. 날개의 한 단면에서의 캠버변형이 날개의 다른 단면에 미치는 영향은 다차원 뉴턴 반복법을 사용하여 고려하였다. 해석 결과는 실험값과 타 전산해석 결과와 비교하여 일치되는 결과를 보였다. 본 기법은 비틀림 또는 조종면을 갖는 어떠한 날개에도 적용이 가능하며 또한 날개와 날개의 상호 작용이 있을 때의 실속 특성도 예측 가능하다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권1호
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• pp.39-46
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• 2014

이 연구에서는 탄성 플랩이 뒷전에 장착된 2차원 날개 단면의 공력 특성을 전산 해석하였다. EDISON_CFD는 날개 주위의 비압축성 난류 유동을 시뮬레이션 하기 위해 이용되었으며, MIDAS_IT는 전산 해석 결과로 얻어진 압력 하중 하에서 탄성 플랩의 변위를 구조해석 하기 위해 사용되었다. EDISON_CFD와 MIDAS_IT의 반복 계산 절차를 이용하여, 플랩의 변위가 수렴되면 해석을 종료하여, 날개 단면에 작용하는 공력을 분석하였다. 양항비의 추정 결과 일정 받음각 이내에서 플랩의 유리한 효과가 나타날 것으로 예상된다.

• 대한조선학회지
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• 제26권3호
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• pp.41-50
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• 1989

2차원 날개 단면 주위 유동문제를 포텐셜장에서의 표면양력판이론에 의하여 해석하였고 수치해석 효율을 증대시키기 위한 방법을 제시하였다. 날개 뒷날에서 유동이 쐐기 주위의 유동과 유사하다는 특성을 이용하여 계산효율을 증대시키기 위한 쐐기형 쿠타 조건(wedge type Kutta condition)을 제시하였다. 또한 쐐기형 계산효율을 증대시키기 위하여 세부 분할 방법을 적용하였다. 즉 날개 뒷날 부근의 4개의 양력판을 세분하고 세분된 양력판에서의 다이폴세기는 쐐기 주위 유동특성을 따르게 하였다. 세부분할 방법에 의한 쐐기형 쿠타조건을 2차원 날개단면 문제에 적용하였을 경우 수치계산 효율이 증가됨이 보였다. 날개 앞날에서의 유동은 앞날 반경(leading edge radius)을 갖는 원에 접하는 포물선(osculating parabola) 주위의 유동과 유사하다는 특성을 이용하여 비교적 적은 양력판 갯수에 의한 계산결과로부터 날개 앞날 주위의 유동을 정확히 계산하였다. 날개 앞날 주위의 급격한 유동변화를 정확히 계산함으로써 캐비테이션 발생 문제 및 날개 주위 경계층 문제를 계산하기 위한 정도 높은 입력자료를 제공할 수 있게 되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.145-152
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• 2011

일반적으로 교량의 교대 날개벽 설계를 위한 해석은 날개벽을 4개의 구역으로 나누고 이를 1차원 캔틸레버 구조로 간략화하여 단면력을 산정하는 방법이 실무에서 관례적으로 사용되고 있다. 이러한 간편법은 수계산에 의존하던 때에 만들어진 일본 규정으로 국내 도로교설계기준에 채택되어 개정없이 계속 사용되어지고 있다. 본 연구에서는 불합리한 교대 날개벽의 단면력 산정법을 개선하기 위해서 날개벽을 단순 캔틸레버 해석이 아닌 실제에 가까운 2변 고정 판구조로 해석하여 현 도로교설계기준의 단면력과 비교 분석을 실시하였다. 또한 해외의 날개벽 단면력 산정법을 조사 분석하여 국내의 규정과 비교하였다. 본 연구에서 제시한 날개벽의 가용 매개변수 범위 내에서 유한요소 해석을 실시한 결과, 현 도로교설계기준의 간편법에 의한 단면력은 날개벽 형상에 따라 때로는 안전측이지만 때로는 비안전측인 결과를 나타내고 있어 실제의 단면력을 반영하지 못하는 것으로 분석되었다.

• 대한조선학회지
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• 제26권3호
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• pp.29-40
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• 1989

고효율 및 캐비테이션 특성이 우수한 프로펠러 날개단면을 개발하기 위한 일련의 설계 제작 시험 및 해석과정을 기술하였다. 여러 날개단면의 양력-항력곡선과 캐비테이션 특징을 비교하기 위하여 11개의 2차원 날개 단면을 설계 제작 시험하였다. 개발된 단면(KH18 단면)은 양력-항력 곡선과 캐비티 초생 곡선에서 기존 단면에 비하여 폭이 넓기 때문에 불균일한 선미후류에서 작동하는 프로펠러의 날개 단면으로서 적합하리라 생각된다. 개방단면을 사용한 프로펠러 설계법을 제시하였다. 코오드 방향 부하분포 형상이 프로펠로 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 3가지 기준 부하 형상에 대한 프로펠러를 각각 설계하였다. 또한 날개단면이 프로펠러 성능에 미치는 영향을 비교하기 위하여 기존 날개단면만을 사용한 프로펠러를 2개 설계하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.60-66
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• 2000

고속 프로펠러를 대상으로 캐비테이션 발생 특성에 가장 큰 영향을 미치는 2차원 날개단면의 앞날 형상에 관한 연구를 수행하였다. 앞날 주위의 유동장을 해석하기 위하여 비압축성 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)방정식을 유한체적법(FVM)으로 차분하는 수치해석기법을 사용하였다. 또한 패널법을 이용하여 캐비테이션 발생두께를 예측하였다. 예측된 결과들은 실험결과와 비교해서 타당함을 알 수 있었으며, 이 결과를 이용하여 새로운 단면을 설계하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.14-21
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• 2000

2차원 단면들의 캐비테이션 소음이 캐비테이션 터널에서 측정되었다. 새로운 실험방법이 2차원 단면의 소음측정을 위해 개발되었다. 스팬 600mm인 3종의 단면들이 캐비테이션 거동과 소음특성을 조사하기 위하여 설계 제작되었다. 실험 결과로부터 여러 가지 캐비테이션 형태에 대한 소음 특성 및 3종의 단면들의 소음성능을 분석할 수 있었다. 앞으로 저소음 프로펠러 단면이 현재의 실험방법을 이용하여 충분히 개발될 수 있음을 보여준다.