• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.186-191
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• 1999

An Euler solver is developed to predict accurate aerodynamic data such as lift coefficient, drag coefficient, and moment coefficient. The conservation law form of the compressible Euler equations are used in the generalized curvilinear coordinates system. The Euler solver uses a finite volume method and the second order Roe's flux difference splitting scheme with min-mod flux limiter to calculate the fluxes accurately. An implicit scheme which includes the boundary conditions is implemented to accelerate the convergence rate. The multi-block grid is integrated into the flow solver for complex geometry. The flowfields are analyzed around NACA 0012 airfoil in the cases of $M_{\infty}=0.75,\;\alpha=2.0\;and\;M_{\infty}=0.80,\;\alpha=1.25$. The numerical results are compared with other numerical results from the literature. The final goal of this research is to prepare a robust and an efficient Navier-Stokes solver eventually.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.90-97
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• 1999

An implicit turbulent flow solver is developed for 2-D unstructured hybrid meshes. Spatial discretization is accomplished by a cell-centered finite volume formulation using an upwind flux differencing. Time is advanced by an implicit backward Euler time stepping scheme. Flow turbulence effects are modeled by the Spalart-Allmaras one equation model, which is coupled with wall function. The numerical method is applied for flows on a flat plate, the NACA 0012 airfoil, and the Douglas 3 element airfoil. The results are compared with experimental data.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.171-176
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• 1999

In the present paper, three types of the flow solvers were used to investigate the influence on the airfoil shape optimization. The adopted equations, i.e., Euler , thin layer Navier- Stokes and full Navier-Stokes ones, are solved using implicit LU-ADI decomposition scheme. The feasible direction algorithm with the sinusoidal function was used as an optimization algorithm. The present numerical method was applied to the drag minimization problems under the initial shape of NACA0012 airfoils.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.35-43
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• 2016

본 연구에서는 EDISON의 해석자를 활용하여 선박의 최적 운항 자세 도출과 같은 실용적 문제 해석뿐 만 아니라 자유 수면 및 대칭 경계 조건이 수직한 몰수 익형 주위 유동에 미치는 영향을 분석하는 학술적 연구를 수행하였다. 선박의 자세에 따른 저항 변화를 분석한 결과 0.5m 선수 트림에서 선체 저항이 가장 작은 것으로 나타났으며, 이는 유동 가속에 의한 선수 어깨부의 낮은 압력 및 선미부에서의 압력 회복에 의한 것이다. 반면, 1.0m 선미 트림에서 선체 저항이 가장 큰 것으로 나타났는데, 평형 상태보다 선미부의 압력 회복이 약하기 때문이다. 또한 자유 수면과 대칭 경계 조건이 날개 성능에 미치는 영향을 분석한 결과, 비현실적 대칭경계 조건으로 인해 날개 양력이 13%~16% 크게 나타났으므로 대칭경계조건을 사용할 경우에는 이러한 오차를 감안해야 한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.638-642
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• 2016

현재 양력발생의 원리는 긴 경로 이론과 동시 통과 이론 등으로 알려져 있으며, 이 이론들은 간단히 설명하려는 목적으로 인해 양력발생의 원리가 와전되어왔다. 본 연구에서는 여러 양력발생의 원리 중 Kutta-Joukowski의 이론을 이용하여 순환을 통한 양력발생의 관계에 대해 연구를 수행하였다. 해석 모델은 대칭형 에어포일인 NACA0012를 이용하였다. 해석 프로그램으로는 EDISON을 이용하였으며 시간에 따른 와도를 확인하기 위해 비정상상태 해석을 진행하였다. 그 결과 유동이 시간의 경과에 따라 에어포일 뒷전으로 밀려나면서 Kutta-Joukowski의 이론에 중요한 논점인 출발 와류가 생성됨을 확인할 수 있었다. 이로 인해 순환이 형성되어 양력이 발생함을 추측할 수 있다. 추가적으로 받음각과 출발 와류 사이의 영향성을 연구하였다. 받음각이 커짐에 따라 출발 와류가 에어포일 뒷전에서 더 크게 발생하였고, 받음각이 낮아질수록 출발 와류의 진행이 가속화됨을 확인할 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.593-597
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• 2016

항공기의 비행 안정성을 판별하기 위해서는 정적(static)안정성과 동적(dynamic)안정성을 모두 고려해야 한다. 본 연구는 EDISON_CFD의 KFLOW_EDISON_2D3DOF, 2D_Com_P해석자를 이용해 2차원익형의 정적(static)계수와 동적(dynamic)계수를 구해 항공기 전체형상의 정적 안정성 및 동적 안정성을 분석하였다. 그 중 2015년도 인간 동력 항공기대회 건국대학교 참가 기체를 예시로 연구를 진행하였다. 주익 익형 SG6043과 미익 익형 NACA0012을 EDISON_CFD를 이용하여 각 익형의 모멘트계수를 구하고 그 결과값을 이용하여 기체의 무게중심에 대한 각 익형의 감쇠계수를 계산하였다. 그리고 주익과 미익의 면적비율과 코드길이의 비율을 고려해 전체 항공기형상의 안정성과 비행 형태를 분석하였다.

• 풍력에너지저널
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• 제5권1호
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• pp.33-42
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• 2014

The new aerofoil, KA2 was designed to apply to the wind turbine blade. For the aerofoil, numerical analysis was performed to review aerodynamic characteristics like lift and drag coefficient. And they are verified with test data using the digital wind tunnel and test samples from 3D printer. The digital wind tunnel was developed to test wing in the small laboratory, and verified with test of NACA0012 airfoil. KA2 aerofoil is asymmetric, and has the thickness ratio of 14%, and 12 degree of AOA at the maximum lift coefficient of 1.3. In this paper, aerodynamic characteristics from numerical and test approaches will be proposed with AOA in detail. Therefore, this aerofoil will be used for the design of wind turbine blade.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.785-792
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• 2016

본 연구에서는 NACA0012 천음속 익형 유동에 있어 비평형 응축이 항력 발산 마하수 $M_D$에 미치는 영향을 TVD 유한 차분법을 사용하여 연구하였다. 받음각 ${\alpha}$가 동일한 경우, 정체점 상대습도 ${\phi}_0$가 높을수록 충격파 직전의 최대 마하수 $M_{max}$는 작게 되고 초음속 영역의 크기도 적게 된다. 주류 마하수 $M_{\infty}$, 정체점 상대습도 ${\phi}_0$ 및 정체온도 $T_0$가 동일한 경우 받음각 ${\alpha}$가 클수록 비평형 응축영역 길이 ${\Delta}_z$은 짧게 된다. 한편, 주류 마하수 $M_{\infty}$와 받음각 ${\alpha}$가 동일한 경우 정체점 상대습도 ${\phi}_0$가 높을수록 조파저항의 감소 때문에 항력계수 $C_D$는 적어진다. $M_D$는 ${\alpha}$가 동일한 경우 ${\phi}_0$가 클수록 크게 되며, ${\phi}_0$가 동일한 경우는 ${\alpha}$가 클수록 $M_D$는 적게 된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1009-1015
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• 2014

본 연구는 NACA0012 천음속 에어포일 유동에 있어서 비평형 응축이 Force 계수(압력, 양력 및 항력계수)에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 정체점 온도 298 K, 받음각 ${\alpha}=3^{\circ}$인 경우, 주류 마하수 0.78~0.81에서는 정체점 상대습도의 증가함에 따라 양력은 단순 감소한다. 반면 Lift force break 마하수 영역의 주류 마하수에서는 정체점 상대습도의 증가에 따라 양력은 오히려 증가한다. 받음 각 ${\alpha}=3^{\circ}$, 정체점 상대습도가 0%인 경우, 주류 마하수의 증가에 따라 항력은 급격하게 증가하지만, 응축의 영향이 큰 60%인 경우에는 주류 마하수의 증가에 조금 증가할 뿐이다. 동일한 주류 마하수인 경우 비평형 응축에 따른 전 항력의 감소는 받음각과 정체점 상대습도가 증가할수록 크게 된다. 응축이 없는 ${\Phi}_0=0%$인 경우는 주류 마하수가 크고 받음각이 클수록 Wave drag은 크게 되나 응축의 영향이 비교적 큰 ${\Phi}_0=50%$ 이상인 경우는 오히려 Wave drag이 작아지는 것으로 나타났다. 한편, 정체점 상대습도가 낮고, 주류 마하수가 클수록 충격파 직전의 최대 마하수는 커지는 것으로 나타났다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권3호
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• pp.245-264
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• 2016

The iterative boundary element method (IBEM) developed originally before for cavitating two-dimensional (2-D) and three-dimensional (3-D) hydrofoils moving under free surface is modified and applied to the case of 2-D (two-dimensional) airfoils and 3-D (three-dimensional) wings over water. The calculation of the steady-state flow characteristics of an inviscid, incompressible fluid past 2-D airfoils and 3-D wings above free water surface is of practical importance for air-assisted marine vehicles such as some racing boats including catamarans with hydrofoils and WIG (Wing-In-Ground) effect crafts. In the present paper, the effects of free surface both on 2-D airfoils and 3-D wings moving steadily over free water surface are investigated in detail. The iterative numerical method (IBEM) based on the Green's theorem allows separating the airfoil or wing problems and the free surface problem. Both the 2-D airfoil surface (or 3-D wing surface) and the free surface are modeled with constant strength dipole and constant strength source panels. While the kinematic boundary condition is applied on the airfoil surface or on the wing surface, the linearized kinematic-dynamic combined condition is applied on the free surface. The source strengths on the free surface are expressed in terms of perturbation potential by applying the linearized free surface conditions. No radiation condition is enforced for downstream boundary in 2-D airfoil and 3-D wing cases and transverse boundaries in only 3-D wing case. The method is first applied to 2-D NACA0004 airfoil with angle of attack of four degrees to validate the method. The effects of height of 2-D airfoil from free surface and Froude number on lift and drag coefficients are investigated. The method is also applied to NACA0015 airfoil for another validation with experiments in case of ground effect. The lift coefficient with different clearance values are compared with those of experiments. The numerical method is then applied to NACA0012 airfoil with the angle of attack of five degrees and the effects of Froude number and clearance on the lift and drag coefficients are discussed. The method is lastly applied to a rectangular 3-D wing and the effects of Froude number on wing performance have been investigated. The numerical results for wing moving under free surface have also been compared with those of the same wing moving above free surface. It has been found that the free surface can affect the wing performance significantly.