• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(III)
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• pp.351-357
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• 2003

The optimal design for a leading car considering the aerodynamic resistance is required on the high-speed train due to increasing of ratio of drag force with proportion for the square of velocity. The aerodynamic analysis using CFD in the stage of concept design offers more economical analysis method which is used to estimate the influence of flow and pressure around the leading car than the experimental method using the Mock-up. In this study, we want to assist the artistic design with aerodynamics analysis in order to get the optimal design for leading car with the operation speed at 180km/h. The results of aerodynamic analysis for two leading car models which one is expressed with lineal beauty and the other is with curvaceous beauty are compared with each other and they offer the proposal of modification for two models in order to decrease the drag force. The shape of curvaceous model is better for the pressure force but slightly worse for the viscous force than the other. The Fluent software is used for the calculation of flow profile in this study.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권3호
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• pp.41-46
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• 2015

This paper describes study results on the development of an automatic program for generating surface-panel grid for the aircraft optimal design. The aerodynamic analysis is combined into a PIDO tool in conjunction with a number of programs in order to integrate processes for the optimal design. Due to design optimization's iterative feature, it may require lots of time and cost. To relieve this problem, cost-reduction of computation time for aerodynamic analysis is pursued by using the Panel-method, and reduction of grid generation time by automating surface panelling.

• Wind and Structures
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• 제20권3호
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• pp.449-468
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• 2015

Current wind-resistance designs of large-scale indirect dry cooling towers (IDCTs) exclude an important factor: the influence of the ventilation rate for radiator shutter on wind loads on the outer surfaces of the tower shell. More seemingly overlooked aspects are the effects of various ventilation rates on the wind pressure distribution on the tower surfaces of two IDCTs, and the feature of the flow field around them. In order to investigate the effects of the radiator shutter ventilation rates on the aerodynamic interference between IDCTs, this paper established the numerical wind tunnel model based on the Computational Fluid Dynamic (CFD) technology, and analyzed the influences of various radiator shutter ventilation rates on the aerodynamic loads acting upon a single and two extra-large IDCTs during building, installation, and operation stages. Through the comparison with the results of physical wind tunnel test and different design codes, the results indicated that: the influence of the ventilation rate on the flow field and shape coefficients on the outer surface of a single IDCT is weak, and the curve of mean shape coefficients is close to the reference curve provided by the current design code. In a two-tower combination, the ventilation rate significantly affects the downwind surface of the front tower and the upwind surface of the back tower, and the larger positive pressure shifts down along the upwind surface of the back tower as the ventilation rate increases. The ventilation rate significantly influences the drag force coefficient of the back tower in a two-tower combination, the drag force coefficient increases with the ventilation rate and reaches the maximum in a building status of full ventilation, and the maximum drag coefficient is 11% greater than that with complete closure.

• 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.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.227-228
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• 2008

In the present paper, fowler flap was optimized to maximize the lift with response surface method. Leading edge shape and the gap between main airfoil and flap, were optimized and the aerodynamic characteristics was improved considerably. The optimized flap has more rounded leading edge and bigger gap. Before angle of attack, $10^{\circ}$, lift and drag are improved and the optimized flap shows similar aerodynamic characteristics to the original flap. The flow condition for optimization was angle of attack, $10^{\circ}$, Mach number, 0.2, flap deflection, $40^{\circ}$.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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• pp.227-228
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• 2008

In the present paper, fowler flap was optimized to maximize the lift with response surface method. Leading edge shape and the gap between main airfoil and flap, were optimized and the aerodynamic characteristics was improved considerably. The optimized flap has more rounded leading edge and bigger gap. Before angle of attack, $10^{\circ}$, lift and drag are improved and the optimized flap shows similar aerodynamic characteristics to the original flap. The flow condition for optimization was angle of attack, $10^{\circ}$, Mach number, 0.2, flap deflection, $40^{\circ}$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.547-556
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• 2014

본 논문에서는 15,000 마력급 원심식 압축기 임펠러 블레이드에 대한 단방향 유체-구조 연성해석 및 응답표면법을 이용한 형상최적설계를 제시하였다. 임펠러 블레이드의 형상은 공력 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 유체의 압력과 원심력에 의한 임펠러의 구조적 안전성에도 큰 영향을 미치므로 유체-구조 연성해석을 함께 고려한 형상최적설계가 필요한 분야이다. 본 논문에서 유체-구조 연성해석의 유체영역과 구조영역을 ANSYS CFX와 Mechanical을 사용하여 각각 해석하였다. 실험계획법을 기반으로 유체 및 구조해석 결과에 대한 응답표면을 생성하여 구조적 안전성 및 압축비를 제한조건으로 하고 임펠러의 효율을 최대화하는 임펠러 블레이드의 형상최적설계를 수행하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.32-39
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• 2013

In the present study, three-dimensional aerodynamic optimization of high pressure turbine nozzle for turbofan engine was performed. For this, Kriging surrogate model was built and refined iteratively by supplying additional experimental points until the surrogate model and CFX result has effective difference on objective function. When the surrogate model satisfied this reliability condition and developed enough, optimum point was investigated. Commercial program PIAnO was used for optimization process and evolutionary algorithm was used for searching optimum point. As a result, difference between estimated value from Kriging surrogate model and CFD result converges within 0.01% and the optimized nozzle shape has 0.83% improved aerodynamic efficiency.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권6호
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• pp.42-49
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• 2017

풍력 발전기 블레이드 공력 설계 프로세스를 정리하고 자체 개발한 프로그램을 이용하여 10kw 블레이드 공력 형상 설계를 진행하였다. 개념설계, 기본 형상 설계, 최적화 설계, 설계 검증 및 성능 해석순으로 진행하였으며, 각 설계 단계에서 중요한 설계 인자에 대해서 정리하였다. 또한 블레이드를 구성하는 단면 익형의 배치에 대한 가이드를 제시하였으며, 공력 설계를 검증하는 방법으로 stall margin 확인의 중요성에 대해서 정리하였다. 자체 개발한 설계 프로그램의 결과를 BEMT 기반의 전문 프로그램 DNVGL Bladed의 성능 해석 결과와 비교하여 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.416-421
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• 2008

최근 세계 각국의 고속열차들은 속도 향상 측면에서 비약적인 발전을 보이고 있으며, 국내에서도 2007년부터 '차세대 고속철도 기술개발 사업'을 통해 최고속도 400km/h급의 고속열차 개발을 진행 중에 있다. 고속열차의 주행속도가 증가함에 따라 이전에는 제기되지 않았던 공기저항, 공력소음 문제, 열차의 교행 및 측풍에 의해 발생하는 압력변동, 터널출구에서 발생하는 미기압파 등의 문제들이 대두되고 있으며 이와 같은 문제들은 열차의 고속화를 제약하는 요인이 된다. 특히, 고속열차의 전두부 형상은 이러한 공기역학적 문제들과 밀접하게 연결되어 있으며, 팬터그래프의 소음 및 안정적인 집전 성능 확보 등도 속도 향상을 위해 반드시 고려해야하는 사항이다. 본 논문에서는 고속열차의 속도향상 노력의 일환으로 진행되고 있는 '공력해석 향상 기술'의 연구 내용과 더불어, 터널 미기압파 저감을 위한 전두부 형상 최적화 결과와 팬터그래프 공력성능 향상을 위한 강건 최적화 결과를 소개한다.