• 한국항공우주학회지
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• 제46권1호
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• pp.10-17
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• 2018

풍력발전기의 효율을 증가시키기 위하여 피치제어가 주로 사용되어 왔으나 피로파괴와 효율의 감소를 일으키는 날개의 국부적인 유동을 제어할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 풍력발전기 블레이드에 합성제트 구동기 모듈을 설치하여 국부 유동을 제어하고 날개의 공력성능을 향상시키고자 한다. 합성제트 구동기는 작은 구멍을 통해 유체를 흡입/분출하여 유동 박리를 지연시켜 공력성능을 향상시킨다. 압전디스크를 사용하여 탈부착이 가능한 합성제트 구동기 모듈을 제작하고 풍동실험을 통해 오리피스 형상과 합성제트 속도에 따른 공력성능을 측정하였다. 직사각형 오리피스 형상을 사용하고 합성제트 속도가 커질수록 날개의 항력이 감소하고 양력이 증가하는 것을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권2호
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• pp.134-148
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• 2011

In general, forces acting on aerospace structures can be divided into two categories-a) conservative forces and b) nonconservative forces. Aeroelastic effects occur due to highly flexible nature of the structure, coupled with the unsteady aerodynamic forces, causing unbounded static deflection (divergence) and dynamic oscillations (flutter). Flexible wing panels subjected to jet thrust and missile type of structures under end rocket thrust are nonconservative systems. Here the structural elements are subjected to follower kind of forces; as the end thrust follow the deformed shape of the flexible structure. When a structure is under a constant follower force whose direction changes according to the deformation of the structure, it may undergo static instability (divergence) where transverse natural frequencies merge into zero and dynamic instability (flutter), where two natural frequencies coincide with each other resulting in the amplitude of vibration growing without bound. However, when the follower forces are pulsating in nature, another kind of dynamic instability is also seen. If certain conditions are satisfied between the driving frequency and the transverse natural frequency, then dynamic instability called 'parametric resonance' occurs and the amplitude of transverse vibration increases without bound. The present review paper will discuss the aeroelastic behaviour of aerospace structures under nonconservative forces.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.149-158
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• 2006

분리된 페어링의 동안정 미계수 예측을 위해 기술 및 비용적 측면을 고려하여 어떤 방 법이 가장 적합할지에 대한 검토가 수행되었으며, 탑재물 페어링의 형상적 특성, 계산 조 건, 그리고 요구되는 정확도 등을 고려한 최적의 예측 방법을 선정하였다. 관성 좌표계에 대해 기술된 Euler 방정식을 해석하여 강제조화운동이 가해진 분리 PLF의 비정상 공력계수를 구하였으며, 이를 한 주기 동안 적분하여 동안정 미계수를 산출하였다. 이와 같은 기 법을 적용함으로써 분리된 3차원 PLF 형상에 대해 마하수 0.60~2.00, 받음각 $-180^{\circ}$~$180^{\circ}$ 및 옆미끄럼각 $-90^{\circ}$~$90^{\circ}$에 대하여 동안정 미계수를 얻을 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.765-772
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• 2015

칼새 비행의 생체모방 초소형 비행체 적용 가능성을 확인하기 위한 공력측정과 위상동기 PIV 연구가 수행되었다. 2축 회전자유도의 로봇 날개 모델과 불어내기식 풍동을 사용하였다. 비틀림 각은 ${\pm}0$, ${\pm}5$, ${\pm}10$, ${\pm}20$도의 진폭을 갖고, 스트로크각은 90도의 위상차를 갖는 단순조화함수로 변화시켰다. 비틀림 각에 따른 시간에 대한 양력계수 변화는 작은 공력감소와 지연만을 나타내며 주목할 만한 차이를 보이지 않았다. 그러나 항력은 작은 비틀림 각 변화가 큰추력을 생성할 수 있음을 보여주었다. 이러한 것들은 칼새가 비행 중에 작은 비틀림 각을 사용하는 이유를 간접적으로 설명해 준다. PIV연구 결과는 공력지연이 날개주위의 와류구조와 밀접한 관계있다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 칼새 모방형 초소형비행체 설계에 있어 비틀림 각은 필수적인 파라미터로서 반드시 고려되어야 함을 의미한다.

• Wind and Structures
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• 제23권1호
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• pp.1-18
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• 2016

This work experimentally and numerically analyzes the flow configurations and the dynamic wind loads on panels of rectangular L/h 5:1 cross section mounted on a structural frame of rectangular bars of L/h 0.5:1, corresponding to a radar structure. The fluid dynamic interaction between panels and frame wakes imposes dynamic loads on the panels, with particular frequencies and Strouhal numbers, different from those of isolated elements. The numerical scheme is validated by comparison with mean forces and velocity spectra of a panel wake obtained by wind tunnel tests. The flow configuration is analyzed through images of the numerical simulations. For a large number of panels, as in the radar array, their wakes couple in either phase or counter-phase configurations, changing the resultant forces on each panel. Instantaneous normal and tangential force coefficients are reported; their spectra show two distinct peaks, caused by the interaction of the wakes. Finally, a scaled model of a rectangular structure comprised of panels and frame elements is tested in the boundary layer wind tunnel in order to determine the influence of the velocity variation with height and the three-dimensionality of the bulk flow around the structure. Results show that the unsteady aerodynamic loads, being strongly influenced by the vortex shedding of the supporting elements and by the global 3-D geometry of the array, differ considerably on a panel in this array from loads acting on an isolated panel, not only in magnitude, but also in frequency.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-9
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• 2007

검정금파리 날개의 “8자 운동”에 의한 공기역학적 힘의 발생에 관해 수치해석을 수행하였다. 날개운동은 자유류가 있는 tethered flight 실험에서 관찰된 결과에서 인용하였다. 해석결과 양력은 downstroke 중일 때 주로 발생하였고 추력은 upstroke 끝에서 갑작스럽게 발생하였다. 본 연구에서는 양력과 추력 발생의 이러한 특성을 후류에서의 와류구조와 에어포일 주위의 압력장을 통해 물리적으로 이해하고자 하였다. 결과적으로 양력발생은 유효받음각의 증가에 따른 앞전와류와 관계있었으며, 추력발생은 유동장 형태의 측면에서 와류 짝(vortex pairing)현상과 압력장 측면에서 와류정지 현상으로 설명할 수 있었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제2권2호
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• pp.1-18
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• 2001

A numerical technique for simulating the separation dynamics of strap-on boosters jettisoned in the dense atmosphere is presented. Six degree of freedom rigid body equations of motion are integrated into the three-dimensional unsteady Navier-Stokes solution procedure to determine the dynamic motions of strap-ons. An automated Chimera overlaid grid technique is introduced to achieve maximum efficiency for multi-body dynamic motion and a domain division technique is implemented in order to reduce the computational cost required to find interpolation points in the Chimera grids. The flow solver is validated by comparing the computed results around the Titan IV launch vehicle with experimental data. The complete analysis process is then applied to the. H-II launch vehicle, the central rocket in japans space program, the CZ-3C launch vehicle developed in China and the KSR-III, a three-stage sounding rocket being developed in Korea. From the analyses, separation trajectories of strap-on boosters are predicted and aerodynamic characteristics around the vehicles at every time interval are examined. In addition, separation-impulse devices generally introduced for safe separation of strap-ons are properly modeled in the present paper and the jettisoning force requirements are examined quantitatively.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권9호
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• pp.729-738
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• 2021

본 연구에서는 실속 받음각 근처에 발생하는 익형 위의 유동박리를 억제하기 위하여 인공신경망 기반의 피드백 유동제어를 NACA0015 익형에 수치적으로 적용하였다. 익형 위 박리영역 크기의 축소화라는 제어 목표를 달성하기 위해 익형의 박리 지점 근처에 인위적 외란(Blowing & Suction) 제어 신호를 적용하였다. 유동의 운동을 나타내는 시스템 모델링 단계에서 압력데이터에 적합직교분해(Proper Orthogonal Decomposition)를 적용하여 유동제어에 필요한 운동 모드를 추출하고 유동의 특성을 분석하였다. 분해된 모드를 기반으로 NARX(Nonlinear AutoRegressive Exogenous) 구조의 인공 신경망을 학습하여 유동의 운동을 나타내도록 하였으며, 최종적으로 피드백 제어루프에 작동시켰다. 예측된 제어신호를 CFD 해석에 적용하였으며 제어 유/무에 따른 공력특성을 분석하고 익형 주변의 고유 공간모드의 변화를 비교하여 제어 효과를 분석하였다. 본 연구에서 진행된 피드백 제어는 약 29%의 압력항력 감소효과를 보여주었으며, 이는 익형 뒷전의 큰 압력회복으로 인해 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.137-145
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• 2008

진동하는 에어포일의 항력계수 변화에 미치는 레이놀즈수 영향을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 0012 에어포일은 ${\pm}6^{\circ}$의 진동 진폭을 갖고, 1/4 시위를 기준으로 피칭운동을 하도록 하였다. 실험조건에서 자유흐름속도는 1.98, 2.83 그리고 4.03 m/s이며, 이를 근거로 한 시위길이 레이놀즈수는 각각 $2.3{\times}10^4$, $3.3{\times}10^4$, $4.8{\times}10^4$이다. 항력계수는 근접후류에서 2축 열선프로브(X-type, 55R51)로 측정된 평균속도 분포로부터 산출되었다. 레이놀즈수 2.3×104에서 항력계수는 음(-)의 댐핑(negative damping)을 보이며, 에어포일이 공기력에 의해 가진 될 수 있는 불안정한 상태를 나타내었다. 반면에 레이놀즈수가 $3.3{\times}10^4$에서 $4.8{\times}10^4$이다로 증가하면서 항력계수 곡선은 양(+)의 댐핑(positive damping)을 나타내었다. 따라서 항력계수 변화는 레이놀즈수 $2.3{\times}10^4$와 $4.8{\times}10^4$ 사이에 상당한 차이가 있다는 것을 나타낸다.