• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.122-128
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• 2000

Aerodynamic optimization of an automotive air-conditioning blower is a hard task because of the highly complex flow phenomena related to three-dimensional flow separations and the unsteady nature caused by the interaction between primary and secondary air flows throughout the fan. In this paper, an aerodynamic study on a forward-curved centrifugal fan has been carried out Firstly we obtained the fan performance curves versus flow rates showing its unstable nature in the surging operation range. Secondly aerodynamic characterizations were carried out by investigating the velocity and pressure fields in the casing flow passage using a 5-hole pilot probe, at different operating conditions. Surface flow pattern near the cut-off area exhibits similar flow behavior above the best efficiency operating point, although the pressure level increases substantially with the Increase of flow rate. Vorticity in the casing passage flow occurs in all (low rates, downstream from the r-Z plane $\theta$=120 deg., where the position of its core changes with the circumferential location. Although complex, the general flow behavior were common, giving insight in its main aerodynamic features.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.18-27
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• 2002

비정렬 격자계에서 continuous adjoint 방정식을 사용하여 비점성 압축성 유동장에서의 이차원 날개꼴에 대한 공력 형상 최적설계를 수행하였다. 정확한 민감도를 구하기 위한 재구성 기법으로는 Laplacian averaging을 사용하였으며, extended stencil을 사용한 최소자승법으로 유동변수의 미분을 구하였다. 또한 유동장과 adjoint 방정식의 적절한 수렴 조건에 대해서 알아보았으며, 이를 이용하여 천음속 비점성 유동장에서 RAE2822 및 NACA0012 날개꼴에 대해서 조파항력 최소화 설계를 수행하였다. 설계된 날개꼴에서 다시 충격파를 복원하는 역설계문제를 적용하여 본 연구에서 사용된 최적설계 기법을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.50-55
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• 2011

본 연구에서는 고고도 장기 체공 항공기 날개의 스팬과 주날개보의 형상을 설계변수로 동시에 고려하는 공력-구조 동시 설계를 수행하였다. 이 때 공기역학적 성능 최대화와 중량 최소화를 한 번에 수행하기 위해 다목적 최적화를 이용하였다. 설계 대상이 된 날개는 구조적 대변형이 발생되므로 전산유체역학과 유한요소법을 이용하여 비선형 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 설계를 위한 해석에 요구되는 계산 비용을 감소시키기 위해 반응면을 구성하였으며 이를 위해 실험계획법이 이용되었다. 또한 본 연구에서는 대변형이 발생되지 않은 형상과 대변형이 발생한 형상의 공력 성능을 비교하여 대변형이 발생하는 경우 설계를 위해 반드시 변형이 고려되어야 함을 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제1권1호
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• pp.145-153
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• 1998

천음속 날개꼴의 수치최적화 설계에 있어서, 하나의 흐름조건에 의해 설계된 날개꼴의 공력특성은 다른 흐름조건에서 나쁜 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 실용적인 날개꼴의 설계를 위해서 multi-point 수치최적화 설계능력은 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 Navier-Stokes 방정식 흐름해석 코드와 feasible direction 최적화 알고리즘을 이용하여 two-point 수치최적화 설계를 수행하였으며, 가중치가 수치최적화 설계에 주는 영향을 분석하고 비교하였다. 그 결과로서 two-point수치최적화 설계된 날개꼴이 두 흐름조건의 주변영역에서 동시에 요구 공력특성을 만족시키며, 가중치가 큰 방향으로 최적화 설계됨을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.13-18
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• 2004

이 논문은 최적설계 기법의 적용을 통하여 전진비행하는 조건에서 헬리콥터 로터를 구성하는 에어포일의 공력성능을 향상시키는 것에 목적을 가지고 있다. 전진비행하는 로터의 유동장을 모사하는 에어포일의 동적반응에 의한 공력성능은 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 계산되어진다. 최적설계 기법은 수리통계적인 방법에 기초하는 반응표면법과 적절한 목적함수와 제약조건의 조합을 통하여 최적점을 구해내는 유전 알고리즘으로 구성되어진다. 유동해석 방법과 설계기법의 통합을 바탕으로 공력성능이 향상된 에어포일의 형상을 구할 수 있었으며 통계학적인 방법에 기초하여 설계연구에 사용되어진 형상변수들이 공력성능에 영향을 미치는 정도를 파악할 수 있었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.35-40
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• 2014

A multi-objective optimization of a regenerative fan for enhancing the aerodynamic and aeroacoustic performance was carried out using an integrated fan design system, namely, Total FAN-Regen$^{(R)}$. The Total FAN-Regen$^{(R)}$ was developed for non-specialists to carry out a series of design process, viz., computational preliminary design, three-dimensional aerodynamic and aeroacoustic analyses, and design optimization, for a regenerative fan. An aerodynamic analysis of the regenerative fan was conducted by solving three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations using the shear stress transport turbulence model. And, an aeroacoustic analysis of the regenerative fan was implemented in a finite/infinite element method by solving the variational formulation of Lighthill's analogy based on the results of the unsteady flow analysis. An optimum shape obtained by Total FAN-Regen$^{(R)}$ shows the enhanced efficiency and decreased sound pressure level as much as 1.5 % and 20.0 dB, respectively, compared to those of the reference design. The performance test was carried out for an optimized regenerative fan to validate the performance of the numerically predicted optimal design.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.7-16
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• 2007

An axial-type fan which operates at the relative total pressure of 671Pa and static pressure of 560Pa with the flow rate of $416.6m^3/min$ is developed with an optimization technique based on the gradient method. Prior to the optimization of fan blade, a three-dimensional axial-type fan blade is designed based on the free-vortex method along the radial direction. Twelve design variables are applied to the optimization of the rotor blade, and one design variable is selected for optimizing a stator which is located behind of the rotor and is used to support a fan driving motor. The total and static pressure are applied to the restriction condition with the operating flowrate on the design point, and the efficiency is chosen as the response variable to be maximized. Through these procedures, an initial axial-fan blade designed by the free vortex method is modified to increase the efficiency with the satisfaction of the operating condition. The optimized fan is tested to compare the aerodynamic performance with an imported same class fan. The test result shows that the optimized fan operates with the satisfaction of restriction conditions, but the imported fan cannot. From the experimental and numerical test, they show that this optimization method improves the fan efficiency and operating pressures of a fan designed by the classical fan design method.

• 한국음향학회지
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• 제38권3호
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• pp.321-327
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• 2019

본 연구의 목표는 의류 건조기용 원심팬과 덕트 및 하우징 등을 포함한 공기배출 시스템의 유량 성능 향상 및 공력소음을 저감하기 위한 것이다. 전산유체역학과 FW-H(Ffowcs-Williams and Hawkings) 방정식에 기초한 음향상사법을 이용하여 유동 및 소음 특성을 고찰하였다. 유량과 소음성능 최적화 설계를 위해 반응표면기법을 활용하였다. 설계 인자로 원심팬의 날개 입구각, 출구각을 고려한 2인자 중심합성계획법을 채택하였다. 도출된 최적설계안은 덕트와 하우징에서 감소된 난류에너지 분포를 나타냈으며 결과적으로 유량의 증가와 공력소음이 감소됨을 확인하였다. 최종적으로 최적설계안을 기초로 제작한 시제품에 대한 실험을 통하여 4.2 % 유량이 증가함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권4호
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• pp.441-451
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• 2017

The need of progress in engineering designs especially for aerospace structure is nowadays becoming a major industry request. The objectives of this work are to quantify the influence of material and operational uncertainties on the performance of the aerodynamic behavior of an Aircraft Wing, and to give a description of the most commonly used methods for reliability based design optimization (RBDO) to point out the advantages of the application of this method in the design process. A new method is proposed, called Safest Point (SP) that can efficiently give the reliability-based optimum solution for freely vibrating structures with and without fluid flow.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2218-2223
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• 2008

A nose shape is strongly related with the aerodynamic performances of train. Therefore shape definition and aerodynamic performance analysis are important for train nose shape design. In this study, a new design method was suggested for train nose shape design by configuration function. To this end, the nose shape was classified by box type and each box shape is defined. After that the 3-D shape of train was defined as several mathematical functions by combination of each box shape. Also it was shown that the wind shield of driver's seat and complex curves of surface can be expressed using superposition of functions. This methodology can be used for grid generation of numerical analysis, and applied to aerodynamic optimization design of nose shape.