• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.235-242
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• 2003

This paper deals with numerical analysis of static and dynamic wind effects on civil engineering structures. Aeroelastic analysis becomes a prime criterion to be confirmed during the structural design because the long-span suspension bridges are prone to the aerodynamic instabilities caused by wind. If the wind velocity exceeds the critical velocity that the bridge can withstand, then the bridge fails due to the phenomenon of flutter. The aeroelastic simulation is carried out using both Computational Fluid Dynamic(CFD) and Computational Structural Dynamic(SCD) schemes.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.402-409
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• 2004

Numerical analysis of static and dynamic wind effects on civil engineering structures was performed. Long-span suspension bridges are flexible structures that are highly sensitive to the action of the wind. Aerodynamic effect often becomes a governing factor in the design process of bridges and aeroelastic stability boundary becomes a prime criterion which should be confirmed during the structural design stage of bridges because the long-span suspension bridges are prone to the aerodynamic instabilities caused by wind. If the wind velocity exceeds the critical velocity that the bridge can withstand, then the bridge fails due to the phenomenon of flutter. Buffeting caused by turbulence results in structural fatigue, which could lead to the failure of a bridge. Navier-Stokes equations are used for the aeroelastic analysis of bridge girder section. The aeroelastic simulation is carried out to study the aeroelastic stability of bridges using both Computational Fluid Dynamic (CFD) and Computational Structural Dynamic (CSD) schemes.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.156-162
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• 2008

본 연구에서는 자유후류기법을 이용하여 복합재 무힌지 로터 블레이드에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 1차원 보의 거동을 해석하기 위하여 대변형 보 이론이 적용되었다. 또한, 복합재 블레이드의 단면 해석을 위하여 이방성 보 이론이 적용되었다. 공탄성 해석에 필요한 공력 하중들은 와류격자법(VLM)에 기초한 3차원 공기력 모델을 통하여 계산되었다. 이때, 정지비행시의 후류는 순차적 시간 적분 자유후류법을 통하여 묘사되었다. 복합재 무힌지 로터 블레이드의 정적 변형에 대한 해석 결과를 2차원 준정상 공기력과 경험후류기법을 통한 해석 결과들과 비교하여 살펴보았다. 결과적으로, 정지비행시 후류 효과에 의해 정적 변형의 결과가 달라짐을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제5권2_3_4호
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• pp.277-290
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• 2002

A two dimensional discrete vortex method (DIVEX) has been developed at the Department of Aerospace Engineering, University of Glasgow, to predict unsteady and incompressible flow fields around closed bodies. The basis of the method is the discretisation of the vorticity field, rather than the velocity field, into a series of vortex particles that are free to move in the flow field that the particles collectively induce. This paper gives a brief description of the numerical implementation of DIVEX and presents the results of calculations on a recent suspension bridge deck section. The results from both the static and flutter analysis of the main deck in isolation are in good agreement with experimental data. A brief study of the effect of flow control vanes on the aeroelastic stability of the bridge is also presented and the results confirm previous analytical and experimental studies. The aeroelastic study is carried out firstly using aerodynamic derivatives extracted from the DIVEX simulations. These results are then assessed further by presenting results from full time-dependent aeroelastic solutions for the original deck and one of the vane cases. In general, the results show good qualitative and quantitative agreement with results from experimental data and demonstrate that DIVEX is a useful design tool in the field of wind engineering.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.87-93
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• 2007

항공기 설계를 할 때에는 CFD를 이용한 해석 과정을 수반하는 것이 일반적이다. 그러나 CFD 해석은 많은 계산 시간과 비용이 소요되는데 동적 격자를 이용하면 다양한 모델의 해석 시 격자의 재구성 과정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 공탄성 해석처럼 격자를 갱신하면서 해석을 수행하는 경우, 설계 모델의 최적화 과정과 같이 다양한 격자를 구성해야 하는 경우에 동적 격자를 사용하면 전체 해석 시간을 줄일 수 있으므로 효율적인 해석이 가능하다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권2호
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• pp.18-33
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• 2008

This paper presents design optimization of a new Active Twist Rotor (ATR) blade and conducts its aeroelastic analysis in forward flight condition. In order to improve a twist actuation performance, the present ATR blade utilizes a single crystal piezoelectric fiber composite actuator and the blade cross-sectional layout is designed through an optimization procedure. The single crystal piezoelectric fiber composite actuator has excellent piezoelectric strain performance when compared with the previous piezoelectric fiber composites such as Active Fiber Composites (AFC) and Macro Fiber Composites (MFC). Further design optimization gives a cross-sectional layout that maximizes the static twist actuation while satisfying various blade design requirements. After the design optimization is completed successfully, an aeroelastic analysis of the present ATR blade in forward flight is conducted to confirm the efficiency in reducing the vibratory loads at both fixed- and rotating-systems. Numerical simulation shows that the present ATR blade utilizing single crystal piezoelectric fiber composites may reduce the vibratory loads significantly even with much lower input-voltage when compared with that used in the previous ATR blade. However, for an application of the present single crystal piezoelectric actuator to a full scaled rotor blade, several issues exist. Difficulty of manufacturing in a large size and severe brittleness in its material characteristics will need to be examined.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권11호
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• pp.1236-1244
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• 2012

A equivalent stiffness modeling has been performed for extracting the equivalent stiffness properties which are orthotropic elastic model from a large scale wind turbine rotor blade so that structure model can be constructed more simply for the three dimensional static aeroelastic analysis. In order to present the procedure of equivalent stiffness modeling, NREL 5MW class wind turbine rotor having the three stiffness information which are flapewise, edgewise and torsional stiffness was chosen. This method is based on applying unit moment at the tip of the blade as well as fixing all degree of freedom at the blade root and calculating the displacement from the load analysis to obtain the elastic modulus corresponding to equivalent stiffness referred to the NREL reports on blade divided into 5 sections respectively. In addition, one section was divided into 3 parts and the trend functions were used to make the equivalent stiffness model more correctly and quickly. Through the comparison of stiffness between the reference values and calculated values from equivalent stiffness model, the investigation of the accuracy on the stiffness values and the efficiency for constructing the model was conducted.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.984-991
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• 2009

본 연구에서는 충격파 및 유동박리효과를 고려하여 항공기 동체-날개 형상(DLR-F4)에 대한 천음속 공탄성 응답해석을 수행하였다. 시간 영역에서 전산유체역학, 유한요소모델 및 전산구조동역학 기법을 활용한 유체-구조 연계시스템을 적용하여 공탄성 해석을 수행 하였으며, 이를 이용하여 비행체의 설계에 정확하고 유용한 결과를 제시할 수 있다. 천음속 영역에서 항공기 동체-날개 형상에 대해 비선형 비정상 공력해석을 수행하기 위하여 6면체 구조 격자를 생성하였고, Navier-Stokes 방정식을 적용하였다. 항공기 동체-날개 형상의 정적 및 동적 공탄성 응답 특성을 파악하였고, 항공기 설계 및 시험 연구자에게 실제적이고 유용한 결과를 제시할 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제10권2호
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• pp.11-19
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• 2011

스마트무인기 로터 블레이드의 국산화 개발이 수행되었다. 국산화 개발은 원소재와 물성치가 가장 유사한 국내 생산 복합소재의 선정, 새로운 소재의 물성치 데이터 구축을 위한 쿠폰시험, 블레이드 단면 물성치의 재계산, 공진, 정적/피로 강도, 공탄성 안정성의 구조동역학 설계요구조건에 대한 검증 등을 포함하며, 그 결과에 대하여 기술하였다. 또한 본 논문에서는 스마트무인기 국산화 블레이드 개발과정에서 개선된 공정에 대하여 간략히 기술하였다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.61-71
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• 2000

오늘날 항공기의 경량화를 위해 복합재료를 사용하는 것은 필수적인 설계 및 제작 요건이 되고 있다. 복합재료로 제작된 날개는 적층각에 따라 구조적 특성이 심하게 변화될 수 있기 때문에 설계시 최적의 적층각을 결정하는 것이 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 날개의 적층각에 대한 정적 공탄성 최적화 연구를 수행하였다. 이를 위해 공력하중에 대한 복합재료 날개의 구조 평형상태를 구할 수 있는 정적 공탄성(하중재분포) 해석시스템을 개발하였으며, 유전자 알고리즘을 활용한 최적화 프로그램이 통합 개발되었다. 후퇴각이 있는 복합재료날개에 대하여 적층각 변화가 정적 공탄성 변형에 미치는 영향을 고찰하였으며, 구조 변형이 최소가 되는 경우의 최적 적층각 조건을 구하였다. 이를 토대로 실제 제작에 실용적인 적층각 조합에 대하여 정적 공탄성 특성을 최대화 할 수 있는 최적 적층각 조건이 제시되었다.