• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.1-9
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• 2006

본 연구의 목적은 여러 가지 비행 모드 상의 로터 성능을 효율적으로 예측하는 것이다. 헬리콥터의 공력 특성을 예측하기 위한 비정상 source-doublet 패널 기법 기반의 수치 기법을 개발하였다. 후류의 형상 예측에는 시간 전진 자유후류모델이 사용되었다. 점성에 의한 확산을 고려한 후류의 roll-up 모사를 위하여 후류의 doublet 패널은 같은 강도의 와류고리로 대체하여 계산하였다. 후류와 양력면의 충돌 문제는 표면격자 내부에 들어간 와류고리의 포텐셜값을 제거하여 해결하였다. 제자리비행의 해석 시에 나타나는 와류 불안정성의 해결에는 slow starting과 vortex core growth 모델을 사용하였다. 로터 공력 해석 프로그램은 제자리비행과 전진비행에 대한 실험 결과와 비교하여 검증하였으며, 실험치와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 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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• 제50권6호
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• pp.367-376
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• 2022

본 연구에서는 정상 및 비정상 공력 해석이 가능한 3차원 아음속 비정렬 패널 프로그램을 개발하고 검증하였다. 물체의 표면을 삼각형 또는 사각형 패널에 source와 doublet의 potential을 분포하여 모델링하였다. 따라서 복잡한 형상과 다물체도 쉽게 모델링 할 수 있다. Kelvin theory와 비정상 Kutta condition을 이용하여 비정상 유동에서 wake의 doublet 크기를 결정하였다. 2차원 및 3차원에서 정상 및 비정상 유동을 해석하여 그 결과를 해석해와 기존의 수치해와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1066-1072
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• 2009

패널법(panel method)을 이용하여 포텐셜 유동조건에 있는 임의의 3차원 융합익기(Blended-Wing Body) 형상에 대해 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 본 연구 방법은 구간일정강도(piecewise constant strength) 용출(source) 및 중첩(doublet) 특이점(singularity)을 사용하고 Dirichlet 경계조건에 기초한 포텐셜 기저(potential based) 패널법과 물체고정좌표계의 각 방향에 대해 시간전진법(time-stepping method)을 결합한 방법이다. 본 프로그램은 임의의 3차원 BWB 형상 항공기의 공력해석을 빠르고 정확하게 수행할 수 있으며 BWB 항공기의 안정성을 위한 다양한 공력계수를 제공할 수 있다. 본 프로그램으로 3차원 정상/비정상 임의의 3차원 형상에 대하여 공력특성을 예측할 수 있어 BWB 항공기 설계단계, 비행 시뮬레이션과 같이 반복적 빠른 계산을 요구하는 실질적 응용에 크게 기여할 것이다.

• 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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• 제7권2호
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• pp.110-120
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• 2006

There have been developed many structural and fluid rotorcraft analysis models in rotorcraft community, and also lots of investigations have been conducted to combine these two models. These investigations turn out to be good at predicting the airloads precisely, but they have not taken the blade nonlinear deflection into account. For this reason, the present paper adopts a sophisticated structural model which can describe three-dimensional nonlinear deflection of the blade. And it is combined with two types of aerodynamic model. First one is generalized Greenberg type of finite-time aerodynamic model, which is originally established for a fixed wing, but later modified to be suitable for coupled flap-lag-torsional aeroelastic analysis of the rotor blade. Second aerodynamic model is based on the unsteady source-doublet panel method coupled with a free wake model. The advantages of the present method are capabilities to consider thickness of the blade and more precise wake effects. Transient responses of the airloads and structural deflections in time domain are mainly analyzed in this paper.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권2호
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• pp.107-120
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• 2021

전기동력 분산추진 비행체는 다수의 프로펠러로 인하여 복잡한 프로펠러 후류 유동 및 기체와의 상호간섭이 발생한다. 이에 따라 초기설계 단계에서는 다양한 형상과 비행 조건에 대하여 프로펠러 구동 효과를 반영한 신속 공력 및 하중 해석이 요구된다. 본 연구에서는 프로펠러 효과를 고려할 수 있는 패널 기반의 효율적인 공력해석 기법을 개발, 검증하였다. Actuator Disk Theory(ADT)에 기반하여 프로펠러 후류 영역의 유도 속도장을 계산하고, 이를 3차원 정상 용출-중첩 패널기법의 비행체 표면 경계조건에 반영하였다. 한국항공우주연구원의 Quad Tilt Propeller(QTP) 비행체 단독 프로펠러와 선행 실험 연구의 프로펠러-날개 형상을 벤치마크 문제로 선정하여 해석을 수행하였다. Actuator 기법 기반의 전산유체역학(CFD) 결과와의 비교를 통해 프로펠러의 후류 속도장과 프로펠러 구동에 따른 날개의 공력하중 분포 변화를 검증하였다. 자율비행 개인용 항공기(Optional Piloted PAV, OPPAV)와 QTP 공력해석에 기법을 적용하고, CFD와의 해석 소요 시간 및 결과 비교, 분석을 통해 기법의 실용성과 타당성을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.799-802
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• 2002

Korea Aerospace Research Institute has been developing a 50-meter class airship to demonstrate the technology to be used in the development of a stratospheric airship, and importance of accurate prediction of the dynamic behavior of an airship before flight test is widely conceived. The added mass has large impact on the dynamic characteristics of an airship unlike for an airplane and the added mass of the airship with empennage is predicted in this paper. At first, the usability of the strip theory is examined which integrates the analytic two dimensional results in the cross section along the longitudinal axis. A panel method with the surface distribution of sources is developed and its validity is also examined. Finally, the panel method with both source and doublet distributions is implemented, and it is validated and applied for the calculation of the added mass of a 50-meter class airship. Using the methods developed, the influence of empennage and control surface deflection on the added mass property of the airship is studied.