• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.8-18
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• 2015

Reduction of the fuel oil consumption and corresponding greenhouse gas exhausted from ships is an important issue for today's ship design and shipping. Several concepts and devices on the superstructure of a container ship were suggested and tested in the wind tunnel to estimate the air drag reduction. As a preliminary performance evaluation, air drag contributions of each part of the superstructure and containers were estimated based on RANS simulation respectively. Air drag reduction efficiency of shape modification and add-on devices on the superstructure and containers was also estimated. Gap-protectors between containers and a visor in front of upper deck were found to be most effective for drag reduction. Wind tunnel tests had been carried out to confirm the drag reduction performance between the baseline(without any modification) configuration and two modified superstructure configurations which were designed and chosen based on the computation results. The test results with the modified configurations show considerable aerodynamic drag reduction, especially the gap-protectors between containers show the largest reduction for the wide range of heading angles. RANS computations for three configurations were performed and compared with the wind tunnel tests. Computation result shows the similar drag reduction trend with experiment for small heading angles. However, the computation result becomes less accurate as heading angle is increasing where the massively separated flow is spread over the leeward side.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.27-35
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• 2019

스텔스 기술은 레이더 및 적외선 시커와 같은 탐지기로부터의 탐지를 피하는 기술이다. 특히 IR 미사일은 항공기 자체의 열을 감지하기 때문에 적외선 신호에 의한 탐지는 더욱 위협적이며 적외선 스텔스 기술은 항공기 및 UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle)의 생존을 보장하는데 필수적이다. 본 연구에서는 UCAV 노즐 설계에 따른 공력 및 적외선 스텔스 성능 분석이 수행되었다. 수치해석 결과에 따르면 Double S형 노즐은 엔진의 고온부를 차폐할 수 있기 때문에 적외선 신호를 줄이는 데 효과적이다. 또한, Double S형 노즐에서 회전부 위치가 뒤쪽에 위치할수록 적외선 신호가 감소함을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제26권6호
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• pp.369-382
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• 2018

Tornadoes are vertical swirling air formed because of the existence of layers of air with contrasting features of temperature, wind flow, moisture, and density. Tornadoes induce completely different wind forces than a straight-line (SL) wind. A suitably designed building for an SL wind may fail when exposed to a tornado-wind of the same wind speed. It is necessary to design buildings that are more resistant to tornadoes. In tornado-damaged areas, dome buildings seem to have less damage. As a dome structure is naturally wind resistant, domes have been used in back yards, as single family homes, as in-law quarters, man caves, game rooms, storm shelters, etc. However, little attention has been paid to the tornadic wind interactions with dome buildings. In this work, the tornado forces on a dome are computed using Computational Fluid Dynamics (CFD) for tornadic and SL wind. Then, the interaction of a tornado with a dome and a prism building are compared and analyzed. This work describes the results of the tornado wind effect on dome and prism buildings. The conclusions drawn from this study are illustrated in visualizations. The tornado force coefficients on a dome building are larger than SL wind forces, about 120% more in x- and y-directions and 280% more in z-direction. The tornado maximum pressure coefficients are also higher than SL wind by 150%. The tornado force coefficients on the prism are larger than the forces on the dome, about 100% more in x- and y-directions, and about 180% more in z-direction. The tornado maximum pressure coefficients on prism also are greater those on dome by 150% more. Hence, a dome building has less tornadic load than a prism because of its aerodynamic shape.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.47-54
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• 2012

대공간 건축물의 특징 중 경량화 된 지붕 구조 및 재료의 사용으로 인해 지붕면의 손상이나 파괴 등의 피해가 많다. 대규모 경기장의 경우에는 지붕의 구조가 철골 트러스와 인장케이블을 기반으로 테프론이라는 막재료를 사용하여 구조체를 감싸거나 덮는 형태로 많이 설계가 되는데, 특히 이 막재료의 피해가 많으며 심각한 상황이다. 이러한 사례를 통해 대공간 건축물의 지붕에 대한 내풍설계 연구는 아직 미흡한 상태임을 알 수 있다. 본 논문은 쌍곡포물선 대공간구조물의 지붕의 형태에 대한 공기역학적인 특성을 알아보기 위하여 풍압실험과 유체해석을 실시하였다. 실험결과 바람이 불어오는 방향의 지붕 모서리에서 가장 큰 최소피크외압계수가 나타나지만 지붕의 길이방향으로 갈수록 최소피크풍압계수는 감소하고 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.327-332
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• 2011

본 연구에서는 차세대 고속전철의 차량 연결부 저소음 형상 설계를 위한 선행연구로서 차량연결부의 공기역학적 소음 해석을 수행하였다. 이를 위해 차량 연결부는 Mud Flap 형상을 고려한 2차원 Cavity로 가정하였으며, Mud Flap 사이의 간극을 주요 변수로 하여 5개의 간극에 대하여 Parametric Study를 수행하였다. 이를 토대로 차량 Mud Flap 사이의 간극에 따른 Vortex Shedding 등의 유동 특성에 대한 해석을 수행하였다. 또한 높이 별로 3개의 Microphone 위치를 선정하고 간극에 따른 Tonal Noise 및 Overall Noise 등의 공기역학적 소음 특성을 분석하였으며, 차량 연결부 Mud Flap 간 간극 및 소음 특성 간의 상관 관계를 평가하였다. 그 결과 기본 및 특정한 Mud flap 간 간극에서의 소음 특성이 다른 형상에 비해 우수함을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제34권2호
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• pp.173-183
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• 2022

The galloping of iced conductors has long been a severe threat to the safety of overhead transmission lines. Compared with normal transmission lines, the ultra-high-voltage (UHV) transmission lines are more prone to galloping, and the damage caused is more severe. To control the galloping of UHV lines, it is necessary to conduct a comprehensive analysis of galloping characteristics. In this paper, a large-span 1000-kV UHV transmission line in China is taken as a practical example where an 8-bundled conductor with D-shaped icing is adopted. Galerkin method is employed for the time history calculation. For the wind attack angle range of 0°~180°, the galloping amplitudes in vertical, horizontal, and torsional directions are calculated. Furthermore, the vibration frequencies and galloping shapes are analyzed for the most severe conditions. The results show that the wind at 0°~10° attack angles can induce large torsional displacement, and this range of attack angles is also most likely to occur in reality. The galloping with largest amplitudes in all three directions occurs at the attack angle of 170° where the incoming flow is at the non-iced side, due to the strong aerodynamic instability. In addition, with wind speed increasing, galloping modes with higher frequencies appear and make the galloping shape more complex, indicating strong nonlinear behavior. Based on the galloping amplitudes of three directions, the full range of wind attack angles are divided into five galloping regions of different severity levels. The results obtained can promote the understanding of galloping and provide a reference for the anti-galloping design of UHV transmission lines.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.34-42
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• 2024

본 연구에서는 다양한 비행 특성을 갖는 무인기에 적용 가능한 모핑 기술의 개발을 탐구하였다. 기존의 모핑 기술은 추가적인 메커니즘과 구동 장치를 필요로 하며, 이로 인해 날개 내부에 리브나 스파 등을 구성하는 것이 어려워 구조적 불안정을 초래할 수 있다는 문제가 있었다. 이를 극복하기 위해 변형 중 연속 표면을 유지하며 캠버의 형상과 시위의 길이가 동시에 변하는 VCC(Variable-Camber Variable-Chord) 모핑 플랩을 개발하였다. 더불어, 이러한 모핑 플랩을 적용한 무인기 날개의 설계와 제작을 수행하였다. 이러한 날개는 구조물의 부재와 구조적 불안정성을 해결하기 위한 특수한 형상을 개발하여 안정성을 확보하였다. 또한, 모핑 메커니즘과 모핑 날개의 성능을 검증하기 위해 비행하중을 모사한 구조 실험과 실제 비행 실험을 수행하였다. 마지막으로, 모핑 날개의 성능을 확인하기 위해 풍동 실험을 실시하여 결과를 공력해석과 비교하였다. 이를 통해 새로운 모핑 기술의 효과적인 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.269-275
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• 2017

전투기 형태의 항공기는 외부 장착물의 중량, 공력 특성 및 조합 형태에 따라 공력탄성학적 특성에 상당한 영향을 받게 된다. 따라서 항공기를 운용하기에 앞서 기본적으로 모든 외부 장착물 조합에 대한 공력탄성학적 안정성이 반드시 검증되어야 한다. 그러나 공력탄성학적 안정성을 분석하기 위해서는 항공기의 구조, 중량, 조종면 특성, 외부형상 등과 같은 설계 데이터가 필요함에 따라, 원칙적으로 항공기 플랫폼을 개발한 제작사 이외에는 적합성 입증을 수행하는데 상당한 제한이 따를 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고 작전환경의 변화 및 항전기술의 발전으로 인해 원 제작사의 지원 없이 항공기를 운용하는 국가 또는 기관에서 자체적으로 신규 장착물을 장착해야 하는 상황이 있을 수 있다. 본 논문에서는 이와 같이 설계 데이터를 갖고 있지 않은 도입 항공기에 대해 신규 장착물을 장착하는데 필요한 공력탄성학적 적합성 입증 방안에 대해 기술하였다.

• 한국음향학회지
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• 제37권6호
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• pp.396-403
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• 2018

본 논문에서는 쾌적한 운전 환경을 제공하기 위해 자동차 시트를 냉각시키기 위한 고성능 및 저소음 원심팬을 개발하였다. 먼저 팬 성능 테스터 및 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 시뮬레이션을 이용하여 기존 팬 장치의 유동 특성을 분석하였다. 예측한 유동장 분석을 통하여 팬 허브 팁 근처의 와류 및 팬 허브 상단의 정체된 유동 현상이 관측되었다. 이러한 와류 및 정체 유동을 줄이기 위해 두 가지 설계 요소를 고안하였다. 첫째, 팬 날개와 팬 하우징 최소 간극(cut-off)를 증가시켜 난류강도를 줄이고 그 결과로 전체적인 음압 레벨을 줄이고자 하였다. 둘째, 허브 형상은 정체 유동을 줄이기 위해 형상을 변경하였다. 제안된 설계의 타당성을 수치해석을 통해 확인하였다. 수치해석결과를 바탕으로 프로토타입을 제작하고 팬 테스터에서 측정한 성능 곡선(P-Q curve)과 반무향실에서 측정한 음압 레벨의 분석을 통해서 유동과 소음 성능의 향상을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.77-86
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• 2010

본 연구에서는 간접흡입식 풍력선별기의 모델에 대하여 폐기물의 선별특성을 전산유체역학적인 방법으로 고찰하여 폐기물 모델에 대한 적정한 항력계수 및 흡입풍속에 대한 결과를 얻었다. 개발중인 풍력선별기는 송풍기를 설치하여 공기를 사이클론 후단에서 흡입하는 방식으로 선별 폐기물이 송풍기 회전차를 통과하지 않는 특징이 있으며, 흡입구의 특성 및 배관의 압력손실이 선별효율에 큰 영향을 미칠 수 있다. 풍력선별기를 이용한 폐기물을 선별하기 위해서는 폐기물의 공기역학적 특성에 대한 사전연구가 필수적이다. 비닐의 경우 약 0.8~1.0 내외의 항력계수를 적용하는 것이 타당하며, 캔은 압축여부에 따라 차이가 있으나 0.2~0.7의 범위에 있다. 풍력선별기의 흡입유속에 따른 선별효율은 약 25~26 m/s의 흡입유속에서 가장 높은 효율을 얻었다. 흡입구의 형상, 이송덕트의 배관방법에 따라 압력손실이 발생하여 흡입유속이 변화하므로 표준화를 통해 적절한 설계가 가능하도록 지속적인 연구가 필요하다.