• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.48-53
• /
• 2014

A low-noise regenerative blower is developed for fuel cell application by combining the FANDAS-Regen code and design optimization algorithm under several performance constraints for flow capacity, static pressure, efficiency and power consumption. The optimized blower design model is manufactured with some impeller modification based on low noise design concept and tested by using aerodynamic performance chamber facility and narrow-band noise measurement apparatus. The measured results of the optimized blower satisfy the performance requirements and are also compared favorably with the FANDAS-Regen prediction results within a few percent relative error. Furthermore, the present study shows the remarkable noise reduction by 26 dBA can be achieved through design optimization and low noise design concept.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권7호
• /
• pp.716-726
• /
• 2010

본 연구에서는 공기역학과 비선형 구조해석을 통합한 다분야 최적설계 최적화(MDO)프레임웍을 사용하여 항공기 날개의 설계를 수행하였다. MDO 문제 중 해결해야할 가장 큰 문제인 자동화를 해결하여 전 과정이 자동화되게 하였다. 공력해석은 FLUENT를 사용하였으며 이를 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 Gambit을 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 전산구조해석을 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 NASTRAN- FX의 비주얼 베이직 스크립트를 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 구조해석은 비선형성을 고려하여 ABAQUS를 사용하였다. 최적화 방법은 전역해를 구하기 유리한 반응표면법을 사용하였다. 목적함수는 날개 무게의 최소화이고 제약 조건은 양항비, 날개의 변위 그리고 구조응력량으로 정하였다. 그리고 설계변수는 가로세로비, 테이퍼비, 후퇴각 그리고 상하스킨의 두께로 정의하였다. 최적화 설계결과는 본 자동화 MDO프레임웍이 성공적으로 구성되었음을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권11호
• /
• pp.963-971
• /
• 2012

본 논문에서는 항공기 날개의 최적설계 툴을 개발하고, 다중하중스펙트럼 조건에서 항공기 날개의 구조부재에 대한 최적설계를 수행하였다. 공력하중을 계산하기 위해 2차원 CFD의 해석 결과를 사용하였다. 최적화 설계 변수는 리브 및 스파의 개수 및 위치와 두께를 선정하였다. 각각의 비행유형에 대한 순항속도에서의 공력해석 결과로 응력해석을 수행한 후, 피로하중 스펙트럼 임무선도를 활용하여 피로파손해석을 수행하였다. 다중하중 조건의 적용을 위해 손상누적법을 적용하였다. 응력해석에 이은 파손 해석을 포함하는 항공기 날개의 경량화를 진행하였다. 다변수 문제를 효과적으로 최적화하기 위해 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권10호
• /
• pp.809-819
• /
• 2020

본 논문에서는 전익기형 무인기의 비행 안정성 확보를 위한 날개 평면형상 및 비틀림 각을 포함하는 형상최적화 연구를 수행하였다. 전익기는 독립된 동체와 꼬리날개가 없어 공력특성과 스텔스 성능에 장점이 있는 반면, 정적 여유 및 비행 안정성 확보가 어렵다. 본 연구에서는 가로 안정성 개선을 위하여 비틀림 각과 후퇴각을 최적화 하였으며, 세로 안정성은 정적 여유와 날개 평면형상을 최적화 하여 향상시키고자 하였다. 비틀림 각의 영향은 윙렛이 장착된 형상과 비틀림 각이 있는 형상의 안정성을 비교하여 확인하였다. 최적화 문제구성에는 안정성 개선에 초점을 두어 제약조건을 수립하고 목적함수와 설계 변수를 설정하였으며, 설정된 설계 변수에 대하여 Sobol 방법을 이용해 민감도 해석을 수행하였다. 공력해석 및 안정성 해석에는 AVL이 사용되었으며, 최적화 방법으로는 SQP를 사용하였다. 최적화 결과 형상에 대한 CFD 해석 및 동안정성 시뮬레이션을 통해 비틀림 각이 윙렛을 대신하여 전익기의 스텔스 성능 향상뿐만 아니라 비행안정성 개선에도 적용될 수 있음을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
• /
• pp.1595-1600
• /
• 2007

It is necessary a simple helicopter design and performance analysis program for a stage of helicopter conceptual design. To meet that needs, we have developed a program which is simply used to estimate helicopter configuration and performance. The program developed by this study is composed of Requirement, Mission profile Analysis, Size, Aerodynamic, Trim, Propulsion, Weight, and Performance modules, and each modules carry out operations for a given flight condition. In this study, we validate this analysis program in 9,500 1bs and 22,000 1bs helicopters and estimate design configuration and performance of 16,000 1b helicopter. And We can use this program to optimization process for Helicopter MDO framework.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.289-294
• /
• 2002

Unlike Tubular Steel Tower, This Composite Material Tower is a low-technology Component, whose design is easy to optimize, and which therefore during the design process-lends itself easily as an object for possible cost reduction at very little effort. This may come in useful as the cost of a tower usually significant part of the total cost of a structure. This paper is written by the Composite Materials Tower which loaded Complex loading in Off and On shore. This Composite Material Tower is made by the Method of Filament Winding, and the Component of Composite Material is used by the Roving RS220PE-535. When it loaded Complex trading, there is a results which is bigger than steel tower deflection. We controlled this 1a18e deflection by stiffeners which has thickness 20mm. At last, Off and On Shore Tower which used Composite Materials is compared with Off and On Shore Tower which used Steel.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권7호
• /
• pp.509-515
• /
• 2013

본 연구에서 익형 형상 설계를 위해 전역적 다목적 최적화 기법인 적응영역 다목적 유전자 알고리즘 코드를 개발하였다. 저마하수에서 최대 양력과 순항조건에서 최대 양항비를 동시에 만족시키기 위해 목적함수로 양력계수와 양항비를 선정하였으며, 익형 형상 설계를 위해 PARSEC 기법을 이용하였다. 그 결과 참조 익형 대비 나은 공력 특성을 나타내는 2개의 익형이 선택되었으며 최대 양력과 양항비는 첫 번째 익형에 대해 약 4.89%, 5.38% 증가하였으며, 두 번째 익형에 대해 약 7.13%, 4.33% 증가하였다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2006

Euler and Navier-Stokes flow analyses for helicopter rotor in hover were performed as low and high fidelity analysis models respectively for the future multidisciplinary design optimization(MDO). These design-oriented analyses possess several attributes such as variable complexity, sensitivity-computation capability and modularity which analysis models involved in MDO are recommended to provide with. To realize PC-based analyses for both fidelity models, reduction of flow domain was made by appling farfield boundary condition based on 3-dimensional point sink with simple momentum theory and also periodic boundary condition in the azimuthal direction. Correlations of thrust, torque and their sensitivities between low and high complexity models were tried to evaluate the applicability of these analysis models in MDO process. It was found that the low-fidelity Euler analysis model predicted inaccurate sensitivity derivatives at relatively high angle of attack.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.1-8
• /
• 2001

A CFD-based design method for transonic axial compressor blades was developed based on three-dimensional Navier-Stokes flow physics. The method employs a sectional three-dimensional (S3D) analysis concept where the three-dimensional flow analysis is performed on the grid plane of a span station with spanwise flux components held fixed. The S3D analysis produced flow solutions nearly identical to those of three-dimensional analysis, regardless of the initialization of the flow field. The sectional design based on the S3D analysis can include three-dimensional effects of compressor flows and thus overcome the deficiencies associated with the use of quasi-three-dimensional flow physics in conventional sectional design. The S3D design was first used in the inverse triode to find the geometry that produces a specified target pressure distribution. The method was also applied to optimize the adiabatic efficiency of the blade sections of Rotor 37. A new blade was constructed with the optimized sectional geometries at several span stations and its aerodynamic performance was evaluated with three-dimensional analyses.

• Wind and Structures
• /
• 제27권1호
• /
• pp.41-57
• /
• 2018

Concentrated Solar Photovoltaic (CPV) is a promising alternative to conventional solar structures. These solar tracking structures need to be optimized to be competitive against other types of energy production. In particular, the selection of the structural parameters needs to be optimized with regards to the dynamic wind response. This study aims to evaluate the effect of the main structural parameters, as selected in the preliminary design phase, on the wind response and then on the weight of the steel support structure. A parametric study has been performed where parameters influencing dynamic wind response are varied. The study is performed using a semi-deterministic time-domain wind analysis method. Unsteady aerodynamic model is applied for the shape of the CPV structure collector at different configurations in conjunction with a consistent mass-spring-damper model with the corresponding degrees of freedom to describe the dynamic response of the system. It is shown that, unlike the static response analysis, the variation of the peak wind response with many structural parameters is highly nonlinear because of the dynamic wind action. A steel structural optimization process reveals that close attention to structural and site wind parameters could lead to optimal design of CPV steel support structure.