• 한국항공우주학회지
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• 제48권6호
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• pp.419-429
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• 2020

다수의 무인항공기를 이용하여 표적을 탐색 및 추적하는 임무를 수행하는데 있어서 무인항공기의 운용 대수, 비행고도 등 운용 조건뿐만 아니라, 각 비행체들이 어떤 알고리즘을 이용해 비행경로를 결정하느냐에 따라 그 임무에 대한 성과는 크게 달라질 수 있다. 다만 이러한 표적 탐색 임무에서 자율 비행 무인항공기의 운용 방법이 어떠할 때 가장 효과적이며 효율적인지에 대한 연구는 미흡한상태이다. 본 연구에서는 플로킹 이론을 기반을 둔 다양한 자율비행 알고리즘을 활용하여, 다수의 무인 항공기가 서로 충돌을 회피하면서 표적을 탐지하는 임무를 기반으로 비행 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하여, 표적 탐지 임무에서의 다수의 무인항공기를 제어할 수 있는 보다 효율적/효과적인 방안을 제시하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권3호
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• pp.59-65
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• 2009

최근 무인기의 형태는 다양한 형태로 개발되고 있으며, 탑재 장비의 고성능 소형화를 바탕으로 무인기는 소형화되고 있다. 이러한 소형화되고 일반적인 형태가 아닌 무인기 개발에 있어, 기존의 개발방법으로는 이러한 비선형적인 요소로 인하여 정확한 모델링 및 제어기 알고리즘의 정형화하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존이 비행체 개발 방법이 아닌, 하중 제어 개념을 적용한 Min 설계 방법의 첫 번째 단계로, 원통형 무인기에 적용하여, 수평 비행 조건과 특성 그리고 제어기 설계 알고리즘을 찾아보았다. 이러한 Min 설계 방법은 고성능 컴퓨터를 사용한 무인기 개발에 있어 실시간 시뮬레이션을 통한 비용절감과 개발기간을 단축시킬 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권3호
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• pp.215-223
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• 2009

본 연구에서는 헬리콥터 로터 블레이드의 움직임을 모사하기 위해 중첩 격자 기법을 적용하여 헬리콥터 로터의 전진 및 제자리 비행을 모사하였다. 제자리 및 무양력 전진 비행은 Caradonna & Tung의 로터 블레이드를 적용하였으며 전진 비행은 AH-1G 로터 블레이드를 적용하여 수치해석 하였다. 전진 비행 시 cyclic pitch각에 대해서 Newton-Raphson 수렴 방법으로 수치 트림을 수행하였으며 수치 트림에 의한 결과를 실험 및 다른 수치해석 결과와 비교하였을 때 실험값과 유사한 결과를 얻었다. 또한 수치 트림에 의한 결과는 로터 전진면에서 나타나는 BVI 현상을 잘 모사하였다. 지배 방정식은 3차원 비정상 오일러 방정식을 사용하였으며 원방 경계 조건으로 리만 불변치 경계조건을 적용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.729-736
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• 2009

벌새(Selasphorus rufus)의 날갯짓 운동에 의한 양력발생 및 추력발생 메커니즘을 이해하고자 2차원 수치해석을 수행하였다. 날갯짓 운동의 궤적은 풍동 실험에서 관찰된 결과를 모델링하여 해석하였다. 비행속도에 따라 날갯짓 운동 궤적이 달라지고, 그 결과 양력 및 추력의 발생 메커니즘이 변화하는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 이를 통하여 비행속도를 저속비행과 고속비행으로 구분하여 물리적인 이해를 하고자 하였다. 양력발생의 경우에는 기존의 날갯짓 비행의 주된 양력발생 메커니즘인 앞전와류효과(Leading Edge Vortex Effect), 실속지연(Delayed Stall), 후류포착(Wake capture)등의 메커니즘을 확인하였으며, 벌새에서 유일하게 관찰되는 Upstroke에서의 양력발생 메커니즘을 유동특성 분석을 통하여 확인하였다. 추력발생의 경우에는 벌새의 골격 구조, 와류형성 및 압력구배에 따른 합력 성분의 분해를 통하여 이해할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.111-118
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• 2023

본 논문에서는 비행 시뮬레이터와 VR분야에서 사용될 수 있는 가속도 센서와 진동 센서를 적용한 와이파이 기반의 조이스틱을 제안한다. 비행시뮬레이터는 ICT 및 SW 응용분야에 속하는 기술로 항공기의 환경을 재현하는 시뮬레이션 환경을 제공한다. 비행시뮬레이터의 일반적인 조종 장치는 고정식으로 특정 장치에 부착되어 사용되어 사용자의 활동 영역의 한계성을 가진다. 본 논문에서는 자유로운 공간 활용성을 위하여 3차원 공간 조종 장치를 구현하였다. 또한, 제안하는 조종 장치는 기존 VR장비의 컨트롤러에 비해 정확하고 정교한 조종을 위하여 3축 센싱과 정보를 표시하는 디스플레이 및 와이파이 통신을 위한 보드를 설계하고 유니티 기반의 가상 환경을 구현하여 적용 가능성을 확인하였다. 구현된 장치는 통신 인터페이스를 통해 조종 장치가 정상적으로 동작하는 것을 확인하였으며, 게임 내 센싱 값과 구현된 보드에서 측정한 센싱 값이 일치하는 것을 확인하였다. 연구의 결과물은 비행시뮬레이터 외에도 VR 및 다양한 메타버스 관련 콘텐츠에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권4호
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• pp.375-383
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• 2008

완성무기 운반형 유도탄의 설계에는 고속비행 중 탑재물 투하에 적합한 안정성과 신뢰성 높은 기체분리 및 낙하산 전개 메커니즘이 요구된다. 이 전개 메커니즘은 다물체들 상호간의 역학적 운동 관계를 나타내는 것이므로 설계에서 모델링 & 시뮬레이션을 이용한 해석적 연구가 매우 중요한 역할을 할 수 있다. 본 논문에서는 크램쉘형 기체분리를 채택한 국내 대잠유도탄 설계에 적용된 기체분리 시뮬레이션 기법을 제시하고, 이를 이용한 주요 해석 결과를 가용한 비행시험 결과와 대비하여 보였다. 본 기법 연구의 초점은 효과적인 설계 적용의 필수적 요소인 계산의 신속성과 신뢰도 간의 적절한 조화에 주어졌다.

• Wind and Structures
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• 제22권1호
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• pp.17-41
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• 2016

To address the uncertainty of the flight trajectories caused by the turbulence and gustiness of the wind field over the roof and in the wake of a building, a 3-D probabilistic trajectory model of flat-type wind-borne debris is developed in this study. The core of this methodology is a 6 degree-of-freedom deterministic model, derived from the governing equations of motion of the debris, and a Monte Carlo simulation engine used to account for the uncertainty resulting from vertical and lateral gust wind velocity components. The influence of several parameters, including initial wind speed, time step, gust sampling frequency, number of Monte Carlo simulations, and the extreme gust factor, on the accuracy of the proposed model is examined. For the purpose of validation and calibration, the simulated results from the 3-D probabilistic trajectory model are compared against the available wind tunnel test data. Results show that the maximum relative error between the simulated and wind tunnel test results of the average longitudinal position is about 20%, implying that the probabilistic model provides a reliable and effective means to predict the 3-D flight of the plate-type wind-borne debris.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.49-54
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• 2003

일반 항공기의 유형을 고정익기과 회전익기로 구별할 수 있다면, MAV (Micro Air Vehicle)의 경우는 곤충이나 조류들의 날개 짓 (flapping) 비행형태인 ornithopter 형이 추가된다. 1993년 미국 RAND사에 의하여 MAV에 대한 타당성 검토(1)가 시작된 이례로 실로 다양한 실험적 형태의 MAV들이 속속 소개되고 있는 실정이다. MAV는 초소형 무인항공기로 길이는 성인의 손바닥 크기인 2.5 inch 정도이고, 개발비용과 기간이 유인항공기에 비해서는 비교할 수 없을 정도로 적게 소요되며. 동체길이가 2~5m인 일반 무인항공기에 비해서도 상대적으로 유리하다는 장점, 그리고 새로운 소형화 기술들을 평가할 수 있는 매우 훌륭한 시험장치가 될 수 있다는 이유로 항공우주기술 분야는 물론 MEMS나 나노기술 분야에서도 상당한 관심을 갖고 있는 실정이다. MAV의 비행 시뮬레이션 또는 시뮬레이터에 대한 현재까지의 국내외 연구개발 노력(2,3)은 MAV의 기체나 부품기술개발 노력에 비하여 상대적으로 뒤쳐져 있는데, 본 논문은 그 기술적 문제가 무엇인지를 분석하고, MAV비행 시뮬레이터 환경을 통해 수행될 수 있는 효과적인 연구개발 분야는 무엇인지를 조명하고자 한다. 또한, MAV비행 시뮬레이터의 성능 요구사항 도출을 통하여 개념설계를 제시하고, 세종대학교와 (주)모델심이 공동 개발중인 "RC Virtual Flight" 비행 시뮬레이터에 MAV가 어떻게 접목되고 있는지를 소개한다.있는지를 소개한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.159-164
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• 2016

본 논문은 전자식 조정장치 헬리콥터의 비행영역 보호를 위한 하중제안 로직 설계에 대한 결과이다. 헬리콥터는 로터, 동체, 엔진등 구조가 복잡하기 때문에 여러 가지 제약조건에 가지고 비행을 해야 한다. 이 때문에 조종사가 그 제약조건을 고려하여 조종을 하면서 조종사의 작업부하가 증가하고 비행 조종성을 떨어뜨리는 결과가 발생한다. 이러한 헬리콥터의 비행제약조건으로부터 자유롭게 조정 하도록 하여 조종사를 도와주는 기능이 필요하고 본 논문에서는 그 중의 대표적인 제약조건인 하중제약조건에 대한 제한 로직을 전자식 조정장치 헬리콥터에 설계하고자 한다. 하중범위를 벗어나는 비행은 피치 싸이클릭 스틱을 급격하게 입력하여 주로 발생한다. 이때 조종스틱 명령과 피치축 자세명령모델사이에 비행영역제한로직을 추가하여 하중범위를 벗어나지 않도록 하였다. 현재의 하중 값에 대한 자세범위를 동적으로 계산하는 로직을 사용하였고 헬리콥터 모델에 적용하여 시뮬레이션을 통하여 알고리즘을 검증하였다. 시뮬레이션을 통하여 정지비행영역, 전진비행영역에서 하중제한로직을 적용하지 않았을 때와 적용하였을 때를 비교한 결과, 하중제한로직을 적용하지 않았을 때는 하중제한 리미트를 20% 이상 초과하였으나 본 연구에서 제한한 로직을 적용하였을 때는 하중제한 리미트가 초과하지 않음을 확인하였다. 결론적으로 시뮬레이션을 통하여 동적으로 할당하는 제한로직이 헬리콥터 전자식 조정장치 제어기에 적합함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.264-271
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• 2017

본 논문에서는 입력된 비행계획을 바탕으로 4차원 궤적을 생성하고, 이 궤적정보를 기반으로 항공기 운동을 나타내는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 4차원 궤적은 BADA에서 제공하는 항공기 성능 계수와 Total Energy Model 및 베지에 곡선을 활용하여 모델링 하였으며, CTA (cntrolled tme of arival) 및 속도를 기준으로 하는 두 가지 항공기 제어 방식을 제안하였다. 시뮬레이션 결과 비행시간 및 경로에 대하여 정의된 궤적과 거의 일치하였으며, 바람 조건에 따른 각 제어 방식 별 차이점을 도출하였다. 본 연구에서 개발된 시뮬레이션 모델을 기반으로, 다양한 항공교통관리 분야 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 향후 연구로 실제 항공기가 운항한 경로와 베지에 곡선간의 차이를 줄이기 위해 최적화 기법을 도입할 필요가 있으며, 이를 통해 개발된 시뮬레이션의 활용도를 높일 수 있다.