• 한국건축시공학회지
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• 제18권2호
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• pp.161-168
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• 2018

최근에 개발되고 있는 가이드레일형 유리창 청소로봇은 현재 첫 번째 시작품이 제작되어 시험 중인 상황으로, 그 크기와 하중이 최적화 되지 못한 상황이다. 본 연구에서는 현재의 유리창 청소로봇을 개선하고 구조적 안전성을 확보하기 위한 정량적인 데이터를 도출하기 위하여 응력해석을 진행하였다. 유리창 청소로봇의 자중, 풍압 등에 의한 응력을 해석한 결과, 자중에 의한 처짐, 풍속에 대한 항력 등에서 개선의 여지가 있음을 발견하였다. 도출된 해석 결과는 유리창 청소로봇의 설계 개선에 직접 적용될 예정이며, 이를 통하여 설계의 완성도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.231-236
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• 2015

공동유동은 종래 많은 연구가 수행되었으나 대부분의 연구는 공동 상류의 압력구배가 없는 수평면 상에 위치한 공동 유동에 대한 연구가 수행되어 왔으며, 실제 공학적 응용에서 나타나는 곡면 벽상에 위치한 공동 유동에 대한 연구는 거의 수행되지 않고 있다. 일반적으로 곡면 벽상에 위치한 공동유동에는 원심력이 작용하여 종래의 공동 유동 연구결과와 상이한 유동특성을 가질 것으로 판단되나, 이러한 데이터는 지금까지 보고되지 않았다. 본 연구에서는 곡면 벽상에 설치한 공동 유동을 수치해석법으로 조사하여 곡면의 곡률반경 및 유동의 마하수가 천음속 및 초음속 공동유동의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 곡면의 곡률반경이 작아질수록, 유동의 마하수가 증가할수록, 공동내부에서 발생하는 피크압력의 크기는 증가하였으며 공동으로 인한 전압력손실 증가한다는 것을 확인할 수 있다.

• 한국항공운항학회지
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• 제2권
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• pp.57-80
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• 1994

항공기에 사용되는 2차 조종면은 플랩, 탭, 스포일러 등 여러 종류가 있으며 이중 spoiler는 공력제어 기능을 가지고 항공기의 조종성에 영향을 미치는 조종면으로 속도 감속이나 옆놀이 조종용으로 사용된다. 본 연구에서는 비행제어용 spoiler 기능과 고양항력을 얻을 수 있는 새로운 장치인 고양항력 panel에 대한 공력특성 및 비행제어 특성에 대하여 연구하였다. 이러한 고양항력 panel은 재래식인 spoiler가 양력을 감소시키고 항력만 증가시키는 장치인데 반하여 양력과 항력을 동시에 증가 시킬 수 있는 새로운 장치로서 날개의 앞전 윗면에 스팬방향으로 설치하여 슬롯효과를 발생시킴으로써 최대 양력 받음각에서 앞전에서의 박리를 막아 비행기의 착륙시 양력의 급작스러운 감소로 인한 불안정성을 감소시키게 된다. 본 논문에서는 직사각형 날개 및 FA-200모형의 날개위에 고양항력 panel을 설치하여 풍동실험 및 수치계산을 한 결과를 기술하였다. 실험결과 직사각형 날개의 경우 고양항력 panel의 위치는 날개의 앞전에 설치할 경우 고받음각에서 실속지연의 효과와 함께 후방실속의 특성을 향상 시킬 수 있으며, 항력의 증가로 인한 스포일러 효과를 얻을 수 있다. 양항비특성은 고양항력 panel을 날개의 앞전에설치하고, 그폭이 시위의 1/5이고, 붙임각 ${\theta}$가 $10^{\circ}$, 높이가 시위의 3/20일때 받음각 $18^{\circ}$ 이후에서 우수한 특성을 나타내었다. FA-200 모형의 경우 옆놀이 모멘트계수는 받음각이 작을 때 고양항력 panel의 슬롯간격과 붙임각이 작을수록 커지나 받음각이 커지면 붙임각이 커짐에 따라 증가함을 알 수 있다. 또한 키놀이 모멘트계수는 크게 변화하지 않으나 항력 특성은 고양항력 panel의 붙임각이 증가함에 따라 증가하였다. 고양항력 panel의 붙임각이 큰 범위에서 (${\theta}$ =$10^{\circ}$) 공기력의 증가는 고양항력 panel의 시위가 날개시위의 30%이고 슬롯의 폭이 날개시위의 10%일때 증가하는 결과를 얻을 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권3호
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• pp.147-156
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• 2006

물리기반 시뮬레이션 모델링 기법은 기하학적 속성만을 사용하여 모델링한 다른 시뮬레이션과는 달리 뉴턴의 제2법칙과 같은 물리 법칙을 사용하여 현실세계를 시뮬레이션 한다. 본 논문에서는 현실 세계에서 일어나는 물수제비 현상의 물리적 운동 원리를 수식기반 해석을 통해 실세계와 같은 물리기반 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 또한 본 논문에서는 물의 표면과 돌멩이의 상호작용을 표현하는데 있어서 물의 자연스러운 움직임 현상과 함께 돌멩이의 궤적을 계산하는데 중점을 두었다. 궤적은 돌멩이의 속도와 물의 항력에 의해 결정되고, 이러한 운동은 돌멩이가 물 표면에서 가라앉을 때까지 반복 계산된다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 물수제비 운동은 운동역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 물수제비 운동을 PC 환경에서 대화형으로 재현하여 유사한 운동을 하는 3차원 모델들에도 적용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3374-3383
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• 2011

본 연구는 유한한 크기의 선저경사각을 갖는 2차원 쐐기형 구조물의 슬래밍 충격 현상을 수치 해석하였다. 비압축성 유체를 가정하였으며, 구조물의 입수 속도는 일정하게 유지하였다. 자유수면의 대 변형 및 동적 거동의 해석을 위해서 Geo-reconstruct(or PLIC-VOF) scheme을 사용하였다. 선저경사각이 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$ 및 $30^{\circ}$인 경우에 대해서 해석을 수행하였으며, 각각의 선저경사각에 대하여 입수면의 격자 크기 및 입수 속도를 변화시켜 슬래밍 충격력 수치 해석 결과에 미치는 영향을 조사하였다. 수치해석 결과는 Dobrovol'skaya(1969)의 상사해(similarity solution), Wagner 방법에 기초한 점근해(asymptotic solution) 및 경계요소법(Zhao et al.(1993))에 의한 해석 결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.609-617
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• 2014

풍력터빈 블레이드의 가변 피치제어는 풍력발전기의 과풍속 영역 설계에 있어 중요한 요소로 알려져 있으나 원가문제 때문에 소형 풍력터빈에는 적용되지 못하고 실속제어가 많이 적용되고 있다. 하지만, 블레이드 주변의 난류 때문에 설계된 실속이 구현되지 않는 실속지연 현상이 종종 발생되고, 이에 따른 풍력 블레이드의 과회전과 발전기의 과출력 위험이 발생하고 있다. 이에 따라 블레이드에서 발생되는 공력으로 피치가 변하고 스프링의 복원력으로 복귀되는 수동형 피치제어 모듈이 주목 받고 있다. 본 연구에서는 회전하는 블레이드의 익형에서 발생되는 양력과 항력을 이용하여 회전면으로 작용되는 토크와 블레이드의 Flap 방향으로 작용되는 추력을 계산하는 방법을 제시하고, 이러한 힘들의 크기를 여러 가지 익형에 대해 비교하였으며, 블레이드의 피치모멘트를 정량적으로 산출하여 수동 피치제어 모듈의 설계자료로 활용될 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.1-11
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• 2006

본 연구에서는 연속적 블로잉 요소들의 변화가 낮은 레이놀즈 수를 가지는 유동장에서 NACA 0015 익형 주위의 유동제어 및 익형의 실속제어에 미치는 영향에 대하여 비정렬 격자계를 사용하는 수치적 기법을 이용하여 살펴보았다. 실속 이전의 받음각들에서 연속적 블로잉 요소들의 변화에 따른 공력계수 및 모멘트 계수의 변화를 통하여 각 요소들의 유동제어 효과를 살펴보았으며, 각 요소들의 변화에 따른 실속각의 변화를 통하여 실속제어 효과를 살펴보았다. 실속이전의 받음각에서 비교적 강한 세기의 블로잉을 수행하면 항력의 증가를 동반한 양력의 증가가 나타났다. 앞전부근에서의 적절한 세기의 연속적 블로잉은 실속이전의 각에서 양력의 증가를 나타내고, 실속제어 특성을 보였다. 블로잉 제트의 방향이 유동제어를 하지 않았을 때의 블로잉 슬롯 주변 유동의 방향과 일치하는 경우가 가장 좋은 유동제어 특성을 나타냄을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권5호
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• pp.699-713
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• 2020

The aerodynamic performance of long-span cable-stayed bridges is much dependent on its geometrical configuration and countermeasure strategies. In present study, the aerodynamic performance of three composite cable-stayed bridges with different tower configurations and passive aerodynamic countermeasure strategies is systematically investigated by conducting a series of wind tunnel tests in conjunction with theoretical analysis. The structural characteristics of three composite bridges were firstly introduced, and then their stationary aerodynamic performance and wind-vibration performance (i.e., flutter performance, VIV performance and buffeting responses) were analyzed, respectively. The results show that the bridge with three symmetric towers (i.e., Bridge I) has the lowest natural frequencies among the three bridges, while the bridge with two symmetric towers (i.e., Bridge II) has the highest natural frequencies. Furthermore, the Bridge II has better stationary aerodynamic performance compared to two other bridges due to its relatively large drag force and lift moment coefficients, and the improvement in stationary aerodynamic performance resulting from the application of different countermeasures is limited. In contrast, it demonstrates that the application of both downward vertical central stabilizers (UDVCS) and horizontal guide plates (HGP) could potentially significantly improve the flutter and vortex-induced vibration (VIV) performance of the bridge with two asymmetric towers (i.e., Bridge III), while the combination of vertical interquartile stabilizers (VIS) and airflow-depressing boards (ADB) has the capacity of improving the VIV performance of Bridge II.

• 한국산림과학회지
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• 제84권2호
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• pp.218-225
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• 1995

이 논문에서는 임업용 트랙터의 집재작업 분석에 요구되는 역학분석모델을 제시하고 사례분석을 통해 적용성을 검토하였다. 역학분석모델은 크게 견인목의 역학구조해석모델, 차량하중분석모델 및 주행중인 차량의 구동력과 저항력 분석모델의 3부분으로 구성되어 있다. 사례분석에서는 가상적인 집재작업 시나리오를 만들어 역학적으로 중요하거나 혹은 집재생산성에 중요한 인자들에 대한 영향력분석을 통해 모델의 적용성을 검토하였다. 사례분석은 1) 당김줄을 견인목에 묶는 방법이 견인력에 미치는 영향, 2)주행속도 및 견인목 하중이 차륜의 동력요구에 미치는 영향, 3) 2륜구동과 4륜구동 트랙터의 견인작업 수행 성능 비교에 관한 내용을 포함한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.241-251
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• 2017

EFD-CFD 워크샵 중 Case3인 RAE Wing A 형상에 대해 전산유체역학 해석을 수행하였다. 해석자로 3개의 상용 CFD 해석 코드(Star-CCM+, Fluent, CFX)와 오픈 소스 CFD 코드(SU2)를 사용하였다. 격자는 상용 격자 생성 코드인 Pointwise를 이용하여 격자의 수에 따라 4가지를 생성하였다. 마하수 0.4, 0.8에서 는 받음각 2도, 마하수 0.9에서 받음각 1도에서 해석하였다. coarse격자부터 fine 격자까지는 압력계수 곡선과 수직력 계수는 비슷한 결과를 보였으나 항력 계수에서는 차이가 있었다. Star-CCM+과 Fluent의 해석에서 차분법의 차수가 높을수록 충격파의 위치를 앞으로 예측하였다. 수렴에 다다르는 계산시간은 Fluent, Star-CCM+, CFX의 순으로 나타났고 SU2는 이에 비해 수렴하는데 많은 시간이 들었다.