• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권1호
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• pp.36-44
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• 2007

This study was performed on preliminary structural design of a small scale WIG craft which has been developed as a next generation high speed maritime transportation system in Korea. A composite structure design using the foam-sandwich for main wing and tail fins and the honeycomb sandwich and skin-stringer-ring frame for fuselage was applied for weight reduction as well as structural stability. A commercial FEM code, NASTRAN for was utilized to confirm the structural safety for the reiterate design modifications to meet design requirements including the target weight. Each main wing was jointed with the fuselage by eight high strength insert bolts for easy assembling and disassembling as well as for assuring the required 20 years service life. For control surface structural design, the channel type spar, the foam sandwich skin and the lug joint were adopted.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권3호
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• pp.269-286
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• 2023

Autonomous Underwater Gliders (AUGs) are a type of Underwater Vehicles that move without the help of a standard propeller. Gliders use buoyancy engines to vary their weight or buoyancy and traverse with the help of the Lift and Drag forces developed from the fuselage and the wings. The Lift and Drag Coefficients, also called Hydrodynamic coefficients (HDCs) play a major role in glider dynamics. This paper examines the effect of the different types of glider fuselages based on the bodies of revolution (BOR) of NACA sections. The HDCs of the glider fuselages are numerically estimated at a low-speed regime (10⁵ Reynolds Number) using Computational Fluid Dynamics (CFD). The methodology is validated using published literature, and the results of CFD are discussed for possible application in the estimation of glider turning motion.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.519-529
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• 2010

본 연구에서는 주로터, 동체, 그리고 꼬리로터를 포함한 UH-60A 전기체 형상에 대한 비정상 유동 해석을 수행하였다. 개발된 로터해석용 유동 해석코드를 이용하여 고속 전진 비행 및 저속 전진비행 조건에 대한 해석을 수행하였으며, 해석코드의 검증을 위해 주로터에서의 비정상 공력 하중을 비행시험 및 타 연구자들의 해석 결과와 비교하였다. 주로터만 존재하는 형상, 주로터와 동체만 존재하는 형상, 그리고 꼬리로터만 존재하는 형상에 대한 해석 결과를 전기체 형상에 대한 해석 결과와 비교함으로써 헬리콥터 각 컴포넌트 간의 공기력 간섭현상을 분석하였다. 동체는 주로터에서 발생하는 내리흐름 분포를 변화시킴으로써 주로터의 수직력 분포를 변화시키는 요인이 됨을 확인하였으며, 주로터 끝단으로부터 발생한 와류와 꼬리로터 블레이드가 충돌함에 따라 강한 간섭현상이 발생함을 확인하였다

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.971-977
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• 2015

복합 자이로플레인의 전진 비행 성능해석을 수행하였다. 자동회전하는 로터의 성능을 해석하기 위하여 과도모사법(Transient Simulation Method)을 이용하였으며 비행 속도 증가에 따른 동체의 공력 성능 변화를 확인하기 위해 동체에 대한 수치해석을 수행하였다. 주어진 속도와 샤프트각, 그리고 콜렉티브 피치 조건에서 준 정상 자동회전 상태를 판정하고 로터의 성능 변화를 관찰하였다. 성능해석 결과 속도가 증가함에 따라 동체의 형상에 따른 공력특성이 미치는 영향이 커지는 것으로 나타났으며 고속으로 비행하기 위해서는 유선형의 동체가 필수적이고 전진 속도 한계는 로터의 자동회전 성능에 종속적이었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권4호
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• pp.62-66
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• 2015

During the conceptual design of turboprop aircraft, the power effect driven from rotating propeller is typically obtained from empirical data. In the present paper, propeller power effect was obtained by using unsteady three-dimensional Navier-Stokes solver with $k-{\omega}$ turbulence model for the accurate prediction of turboprop aircraft performance. In order to simulate the relative motion between propeller and fuselage, unsteady sliding mesh method was used. During simulation, three flow conditions such as climb, cruise and descending flight were selected considering the flight envelop of the real turboprop aircraft. For the correction of aerodynamic coefficients, the thrust effect of engine exhaust gas was included based on the engine manufacturer's data. Using the computational results, the correction table for the aerodynamic coefficient of turboprop aircraft was suggested for the performance analysis of turboprop aircraft.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.89-94
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• 2010

액체로켓 기체공급계는 추진제를 요구되는 유량, 온도, 압력으로 엔진에 공급하여야 한다. 이를 위한 정상상태의 공급특성은 기존의 열역학 및 열전달, 유체역학 이론을 적용하여 해석하며 방법론이 잘 정립되어 있다. 발사체의 비행 중에 발생하는 탱크와 공급배관에서의 추진제의 진동은 정상상태의 공급특성을 변하게 하며 추진제공급 요구조건을 만족시키지 못하게 한다. 이러한 진동을 발생시키는 것으로서 발사체의 가속도로 인한 슬로싱 및 엔진의 추력섭동에 의해 배관 내 추진제가 진동하는 포고 불안정이 있다. 포고와 슬로싱에 의한 발사체 제어와 구조측면에서 미치는 영향에 대해서는 기존에 많은 연구가 있으나 추진제 공급특성에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 추진제의 진동이 엔진으로의 추진제 공급에 미치는 영향을 기존 자료를 이용하여 살펴보고 진동을 제어하기 위한 기구를 살펴본다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권4호
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• pp.343-358
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• 2008

This present study provides the structural design and analysis of main wing, horizontal tail and control surface of a small scale WIG (Wing-in-Ground Effect) craft which has been developed as a future high speed maritime transportation system of Korea. Weight saving as well as structural stability could be achieved by using the skin.spar.foam sandwich and carbon/epoxy composite material. Through sequential design modifications and numerical structural analysis using commercial FEM code PATRAN/NASTRAN, the final design structural features to meet the final design goal such as the system target weight, structural safety and stability were obtained. In addition, joint structures such as insert bolts for joining the wing with the fuselage and lugs for joining the control surface to the wing were designed by considering easy assembling as well as more than 20 years service life.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권1호
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• pp.144-153
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• 2017

In recent years, unmanned aerial vehicles (UAVs) have been developed and studied for various applications, including drone deliveries, broadcasting, scouting, crop dusting, and firefighting. To enable the wide use of UAVs, their exact aeroacoustic characteristics must be assessed. In this study, a noise prediction method for a ducted fan UAV with complicated geometry was developed. In general, calculation efficiency is increased by simulating a ducted fan UAV without the struts that fix the fuselage to the ducts. However, numerical predictions of noise and aerodynamics differ according to whether struts are present. In terms of aerodynamic performance, the total thrust with and without struts is similar owing to the tendency of the thrust of a blade to offset the drag of the struts. However, in aeroacoustic simulations, the strut effect should be considered in order to predict the UAV's noise because noise from the blades can be changed by the strut effect. Modelling of the strut effect revealed that the dominant tonal noises were closely correlated with the blade passage frequency of the experimental results. Based on the successful detection of noise sources from a ducted fan UAV system, using the proposed noise contribution contour, methods for noise reduction can be suggested by comparing numerical results with measured noise profiles.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권1호
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• pp.41-51
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• 2018

무장 헬리콥터에서 발사되는 무유도 로켓은 로터 블레이드에 의한 내리흐름과 전후좌우 기동으로 인한 외풍에 의해 전체 궤적 및 사거리가 변화하므로, 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적을 예측하는 것이 중요하다. 내리흐름 효과를 고려한 무유도 로켓의 궤적 및 사거리를 예측하기 위해, 본 연구에서 여러 외풍 조건에 따른 후류 영역을 Actuator Disk Model(ADM)로 계산하고 6 자유도 (6 DOF) 운동 해석으로 무유도 로켓의 자세 및 전체 비행 궤적을 예측할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 ADM 해석 결과를 6 자유도에 반영하여 다양한 초기 발사조건에서 무유도 로켓의 전체 궤적을 예측할 수 있고, 기존 Inflow model을 이용한 내리흐름 해석과는 다르게 동체와의 간섭효과를 고려하여 비교적 정확한 내리흐름 및 다양한 외풍 환경 조건으로 궤적을 예측 할 수 있다. 개발된 알고리즘을 이용하여, 내리흐름 효과에 의한 무유도 로켓의 자세 및 궤적 변화 메커니즘을 유효 받음각 변화와 기수 자세 안정성으로 규명하였다. 그리고 외풍으로 인해 변화하는 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적변화와 사거리를 계산한 결과, 후방 외풍 시 최대 13% 사거리 증가를 보였다. 사거리 증가의 주요 요인으로 내리흐름 영역과 강도, 부차적 요인으로 외풍과 동체와의 간섭효과, 동압의 크기인 것을 밝혔다. 또한 사거리 변화량이 가장 큰 후방 외풍에서, 후방 외풍의 풍속이 증가함에 따라 로켓의 사거리가 증가하였다. 하지만 특정 후방 외풍 크기 이상에서 더 이상 로켓 사거리가 증가하지 않는 한계를 보였다.