• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.14-16
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• 2010

A Duct surrounding a fan is known to reduce the tip loss and increase the fan performance efficiency. It also reduces the fan noise drastically. Ducted fan, therefore, has been focused to be a promising candidate for high efficient propulsion system. In this study, a small plane having ducted fan which can be tilted for vertical take-off and landing, is analyzed by CFD and its aerodynamic characteristics are compared. Ductef fan aircraft has small range of angle of attack for mininum drag and duct design should be focused for efficient ducted fan aircraft.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.83-90
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• 2017

복합형 로터항공기의 터보샤프트 엔진에 대한 성능해석을 수행하였다. 복합형 로터항공기의 개념으로 팁제트 방식과 덕티드팬 방식의 형태를 이용하였다. 터보샤프트엔진에 대한 성능해석은 Gasturb 12 소프트웨어를 이용하여 수행하였다. 팁제트 방식의 항공기는 주어진 임무조건에서 최대출력 약 1,600 hp 대가 요구되며, 덕티드팬은 설계점에서 약 1,000 hp 대의 출력이 요구된다. 이것은 팁제트의 경우 제자리비행 시 부가적인 보조압축기 구동이 필요하며, 동력장치에 높은 출력을 요구하고 있기 때문인 것으로 파악된다. 또한 연료소모량의 경우 팁제트 방식이 덕티드팬에 비해 약 2.8배정도 소모되어 연료 효율 측면에서 덕티드팬 방식의 항공기가 보다 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권10호
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• pp.677-690
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• 2022

Actuator disk method 기반의 유동 해석자를 이용하여 수직 이착륙 복합형 비행체 중 하나인 이중 덕트 팬 항공기에 대한 공력해석을 수행하고 관련 지면 효과를 분석하였다. 회전 격자 기법을 이용한 해석결과와의 비교를 통해, 지면 효과 분석을 위한 해석자의 특성과 정확도를 함께 평가하였다. 지면과의 거리에 따른 공력 성능과 유동장 특성을 분석하였다. 지면과의 거리가 가까울수록 팬 추력은 증가하지만, 덕트, 동체, 날개의 수직력 감소로 인한 총 수직력 및 제자리 비행 효율의 저하를 확인하였다. 동체 하부의 유동장 분석으로부터 팬 후류와 지면 간의 상호작용에 의해 발생하는 지면 와류와 분수 유동을 확인하고, 이들이 비행체 공력 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 속도 프로파일 비교/검토를 통해 비행체로부터의 거리와 방향에 따른 기체 주변 아웃워시의 강도와 특성을 분석하였다. 또한 콜렉티브 피치각에 따른 지면 효과의 영향을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1010-1015
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• 2002

Over the last few decades, noise has played a major role in the development of aircraft engines. The dominant noise is generated by the wake interactions of fan and downstream stator. Engine inlet and exhaust ducts are being fitted with liner materials that aid in damping fan related noise. In this paper, the radiation of duct internal noise from duct open ends with liners is studies via numerical methods. The linearized Euler's equations in generalized curvilinear coordinates are solved by the DRP scheme. The far field sound pressure levels are computed by the Kirchhoff integration method. Through comparison of sound directivity from bell-mouth duct with and without liners, it is shown that radiation from engine inlet is affected by liner effects or a soft wall boundary condition.

• 한국항공운항학회지
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• 제29권3호
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• pp.52-65
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• 2021

A large amount of time and cost is consumed due to congestions caused by an increasing number of cars which results in a lot of emissions. To overcome these problems, a new electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft is being considered. Since vertical take off and landing without a separate runway is realized and electricity is used as a power source, it could solve the saturated ground traffic congestions without emissions. In this paper, the initial sizing was performed based on the Nexus 6HX of Belltextron which is a tilt-ducted fan type. In this study, the electric propulsion system that only uses battery was implemented instead of current Nexus 6HX hybrid electric propulsion. Aerodynamic analyses were performed using OpenVSP and XFLR5. Power-to-weight ratio, wing loading, estimated weight were calculated with these analyses.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권3호
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• pp.353-378
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• 2014

This paper deals with the early development of the Anuloid, an innovative disk-shaped VTOL aircraft. The Anuloid concept is based on the following three main features: the use of a ducted fan powered by a turboshaft for the lift production to take-off and fly; the Coanda effect that is developed through the circular internal duct and the bottom portion of the aircraft to provide further lift and control capabilities; the adoption of a system of ducted fixed and swiveling radial and circumferential vanes for the anti-torque mechanism and the flight control. The early studies have been focused on the CFD analysis of the Coanda effect and of the control vanes; the flyability analysis of the aircraft in terms of static performances and static and dynamic stability; the preliminary structural design of the aircraft. The results show that the Coanda effect is stable in most of the flight phases, vertical flight has satisfactory flyability qualities, whereas horizontal flight shows dynamic instability, requiring the development of an automatic control system.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.36-42
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• 2019

본 논문은 유/무인 항공기 복합운용체계 검증을 위한 시뮬레이션 환경 구축 및 통합 시험에 대하여 다룬다. 유/무인 항공기 지상 시뮬레이션 환경 구축을 위해서 유인기용 시뮬레이터인 X-Plane과 무인기용 시뮬레이터 HILS를 연동하여 상호 복합운영이 가능한지 시뮬레이션으로 검증하였다. 실제 비행시험 전 유/무인 항공기 및 지상통제실 간 C Band 및 UHF 채널을 이용한 통신 가능성을 확인하기 위하여 통신장비를 제작하고 유인 항공기를 이용한 검증을 수행하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권4호
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• pp.401-419
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• 2017

This paper presents the main outcomes of the preliminary development of the Anuloid, an innovative disk-shaped VTOL aircraft. The Anuloid has three main features: lift is provided by a ducted fan powered by a turboshaft; control capabilities and anti-torque are due to a system of fixed and movable surfaces that are placed in the circular internal duct and the bottom portion of the aircraft; the Coanda effect is exploited to enable the control capabilities of such surfaces. In this paper, results from CFD analyses and wind tunnel tests are presented. Horizontal and vertical flights were considered, including accelerated flight. Particular attention was paid to the experimental analysis of the Coanda effect via a reduced scale 3D printed model. The results suggest that the Coanda effect is continuously present at the lower surface of the Anuloid and may be exploited for the control of the aircraft. Also, very complex 3D flows may develop around the aircraft.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권4호
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• pp.421-436
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• 2017

This paper presents the main outcomes of the preliminary development of the Anuloid, an innovative disk-shaped VTOL aircraft. The Anuloid has three main features: lift is provided by a ducted fan powered by a turboshaft; control capabilities and anti-torque are due to a system of fixed and movable surfaces that are placed in the circular internal duct and the bottom portion of the aircraft; the Coanda effect is exploited to enable the control capabilities of such surfaces. In this paper, results from flight mechanics are presented. The vertical flight dynamics were found to be desirable. In contrast, the horizontal flight dynamics of the aircraft shows both dynamic instability, and more importantly, insufficient pitch and roll control authority. Some recommendations and guidelines are then given aimed at the alleviation of such problems.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권3호
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• pp.23-34
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• 2022

UAM (Urban Air Mobility) 항공기에 대한 수요가 세계 각 도시들은 인구집중으로 인한 교통체증 문제로 늘어나고 있다. 세계 각국에서 고정익 날개의 유무와 추진 시스템에 따라 다양한 형태를 가진 항공기가 연구개발을 통해 상용화 준비 중이며, 도심을 비행하고 사람이 탑승하는 유인운송수단이므로 감항증명이 요구된다. UAM 항공기는 복합재 사용 비중 증가, 전기모터 사용, 다양한 전자 장비 탑재 등 낙뢰 및 HIRF 환경에 취약하다. 현재 UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 HIRF 환경에서의 인증기술과 지침 및 요건 개발은 미비한 상태이다. 본 연구에서는 미연방항공청(FAA)에서 발행한 AC 20-136B와 AC 20-158A에 나타난 회전익 항공기의 낙뢰 및 HIRF 간접 영향에 대한 적합성 인증 절차를 확인하고 UAM 항공기 전자기 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 덕티드 팬 형 UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 HIRF 영향성을 전산 시뮬레이션을 통해 분석하였고, 향후 운용될 UAM 항공기의 인증을 위한 실무지침 수립의 근거를 제시하였다.