• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.329-335
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• 2009

비정상 패널법과 시간 전진 자유 후류법을 연계하여 제자리 및 수직 비행 하는 헬리콥터 로터의 공력 및 익단와류를 검증하였다. 검증된 수치 방법을 이용하여 저속 하강 비행하는 로터에서 발생하는 BVI(Blade Vortex Interaction)의 비정상 공력을 해석 하고 이때 나타나는 익단 와류에 의한 공력의 변화를 고찰하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2007

As a first step toward a complete CFD-CSD coupling for helicopter rotor load analysis, the present study attempts to loosely couple a CFD code with a source-double panel method. The far-field wake effects were calculated by a time-marching free vortex wake method and were implemented into the CFD module via field velocity approach. Unlike the lifting line method, the air loads correction process is not trivial for the source-doublet panel method. The air loads correction process between the source-doublet method and CFD is newly suggested in this work and the computation results are validated against available data for well-known hovering flight conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.629-636
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• 2010

본 논문에서는 시간전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 패널 코드를 이용하여 비정상 로터-동체 상호작용에 대한 수치적 해석기법에 대한 연구를 수행하였다. 이전 개발된 시간전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 패널 코드는 후류와 깃(Blade)이 아주 근접한 경우에 불안정성이 발생하였다. 이를 제거하기 위해 장속도 기법을 적용하여 코드를 개선하였다. 개선된 코드를 이용하여 NASA에서 실험된 ROBIN(ROtor Body Interaction) 형상에 대한 해석을 수행하였다. 로터가 있을 때와 없을 때의 동체 표면 압력과 유도 유입류의 비를 실험결과 및 기존 수치해석 결과들과 비교하였다. 개발된 코드는 로터-동체 상호 작용으로 인해 발생하는 유동 특성과 생성되는 복잡한 후류의 형상을 잘 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.859-867
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• 2007

본 논문의 목적은 다중로터의 공력특성 해석이 가능한 수치해석 기법을 개발하고 검증하는 것이다. 이를 위해 기 개발된 시간 전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 용출 및 중첩 패널 코드에 table look-up 방식을 추가하여 로터 동력의 예측이 가능하도록 하였다. 또한, look-up table을 다양한 레이놀즈수 영역에서 적용하기 위해서 레이놀즈수 보정법을 사용하였다. 계산 결과는 동축 반전로터와 탠덤로터의 실험 결과를 이용하여 검증하였다. 동축 반전로터 검증에서 본 연구에서와 같이 블레이드의 두께효과가 고려되어 해석될 경우 실험치와 더 가까운 결과를 얻음을 확인하였다. 탠덤형 로터 검증 시 특정한 간격에서 와류 상호작용에 의한 와류 불안정성이 존재하였다. 이 경우 후류의 불안정성은 단일로터의 후류를 각 로터의 초기 후류형상으로 이용하는 방법을 통해 제거할 수 있었다. 검증된 코드를 이용하여 로터 간격에 따른 공력성능의 차이를 운동량 이론과 비교하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제10권2호
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• pp.63-76
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• 2009

A study on the interference effects of overlapping tandem rotors in forward flight is conducted using the time-marching free-wake panel method which adopts field velocity boundary integral formulation. The conventional boundary integral formulation is numerically unstable for the cases when the blade and the wake are in close proximity to each other. In order to avoid this problem, this study applies the field velocity method and modifies the boundary integration formulation. The improved method is used for the parametric study on the advance ratio and the distance between the rotors. These are the parameters that most affect the interference of the tandem rotor in forward flight. Comparison of the aerodynamic performance shows that the horizontal distance between the rotors negligibly influences the overlap-induced power factor for high advance ratio. In addition, it shows that the overlap-induced power factor is inversely proportional to the squared vertical distance between the rotors, and that the overlap-induced power factor increases to a certain extent and decrease back as the advance ratio increases.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.638-642
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• 2008

Computational methods based on the solution of the flow model are widely used for the analysis of lowspeed, inviscid, attached-flow problems. Most of such methods are based on the implementation of the internal Dirichlet boundary condition. In this paper, the time-domain panel method uses the piecewise constant source and doublet singularities. The present method utilizes the time-stepping loop to simulate the unsteady motion of the rotary wing blade. The wake geometry is calculated as part of the solution with no special treatment. To validate the results of aerodynamic characteristics, the typical blade was chosen such as, Caradonna-Tung blade and present results were compared with the experimental data and the other numerical results in the single blade condition and two blade condition. This isolated rotor blade model consisted of a two bladed rotor with untwisted, rectangular planform blade. Computed flow-field solutions were presented for various section of the blade in the hovering mode.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제3권2호
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• pp.76-81
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• 2002

A numerical simulation of wake behavior behind three-dimensional wings in ground effect is done using an indirect boundary element method (Panel Method). An integral equation is obtained by applying Green's 2nd Identity on all surfaces of the flow domain. The AIC is constructed by imposing the no penetration condition on solid surfaces, and the Kutta at the wing's trailing edge. The ground effect is included using an image method. At each time step, a row of wake panels from wings' trailing edge are convected downstream following the force-free condition. The roll-up of wake vortices behind wings in close proximity is simulated.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.21-32
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• 1992

자유 수면하를 영각을 가지고 일정 속도로 전진하는 3차원 물체가 만드는 자유 표면 흐름에 대한 수치해를 보인다. 해를 구하기 위해 물체 표면에 Havelock 쏘오스와 법선 다이폴을, Wake 면에는 Havelock 법선 다이폴을 분포시키는 교란 속도 포텐시얼을 기저로 한 패널법을 이용하였다. Trailing Edge의 윗면과 아랫면의 압력 등가 조건을 정확히 만족시키기 위해 반복 기법을 이용한 압력 Kutta 조건을 사용하였다. 무한 유체 영역에 놓인 Ellipsoid와 사각 Wing에 대해 계산 프로그램을 검증한 후 자유 수면하에 잠수하여 전진하는 Spheroid와 스트럿에 대한 문제를 다루었다. 본 연구에서 채택한 Panel Method는 자유 표면 효과, 3차원 물체의 형상을 고려하여 물체에 작용하는 동유체력을 비교적 정확하게 예측하였으며 특히 Wake 형상은 동유체력 계산에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인하였다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권3호
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• pp.197-205
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• 2009

Since large-scale commercial wind turbine generator systems such as MW-class wind turbines are becoming widely operated, the vibration and distortion of the blade are becoming larger and larger. Therefore the soft structure design instead of the solid-design is one of the important concepts to reduce the structural load and the cost of the wind turbine rotors. The objectives of the study are development of the fluid-structure coupled analysis code and evaluation of soft rotor-blade design to reduce the unsteady structural blade load. In this paper, fluid-structure coupled analysis for the HAWT rotor blade is performed by free wake panel method coupled with hinge-spring blade model for the flapwise blade motion. In the model, the continuous deflection of the rotor blade is represented by flapping angle of the hinge with one degree of freedom. The calculation results are evaluated by comparison with the database of the NREL unsteady aerodynamic experiment. In the analysis the unsteady flapwise moments in yawed inflow conditions are compared for the blades with different flapwise eigen frequencies.

• Journal of Hydrospace Technology
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• 제2권2호
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• pp.36-43
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• 1996

In this work, a panel method is described, which cart solve the flow field round a surface-piercing body that experiences lift and wave resistance. As the body boundary condition, a Dirichlet type is employed, and as the free surface boundary condition the Poisson type is implemented, while in its discretization Dawson's 4-point upwind difference scheme is utilized, and as the Kutta condition a Morino-Kuo type is chosen. As to the type of singularity, source panels are distributed on the free surface, and source and dipole panels on the body surface, and dipole panels on the wake surface. For a sample run, a catamaran of the parabolic Wigley hull is chosen, for which experimental data are available, and the predictions by the numerical means and by the experiment are compared for a wide range of parameters.