• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권3호
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• pp.139-145
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• 2010

In the present study, we conducted resistance test, propeller open water test and self-propulsion test for a ship's resistance and propulsion performance, using computational fluid dynamics techniques, where a Reynolds-averaged Navier-Stokes equations solver was employed. For convenience of mesh generation, unstructured meshes were used in the bow and stern region of a ship, where the hull shape is formed of delicate curved surfaces. On the other hand, structured meshes were generated for the middle part of the hull and the rest of the domain, i.e., the region of relatively simple geometry. To facilitate the rotating propeller for propeller open water test and self-propulsion test, a sliding mesh technique was adopted. Free-surface effects were included by employing the volume of fluid method for multi-phase flows. The computational results were validated by comparing with the existing experimental data.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.295-310
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• 2015

In the present study, an unstructured mixed mesh flow solver was used to conduct a numerical prediction of the aerodynamic performance of the S-76 rotor in hover. For the present mixed mesh methodology, the near-body flow domain was modeled by using body-fitted prismatic/tetrahedral cells while Cartesian mesh cells were filled in the off-body region. A high-order accurate weighted essentially non-oscillatory (WENO) scheme was employed to better resolve the flow characteristics in the off-body flow region. An overset mesh technique was adopted to transfer the flow variables between the two different mesh regions, and computations were carried out for three different blade configurations including swept-taper, rectangular, and swept-taper-anhedral tip shapes. The results of the simulation were compared against experimental data, and the computations were also made to investigate the effect of the blade tip Mach number. The detailed flow characteristics were also examined, including the tip-vortex trajectory, vortex core size, and first-passing tip vortex position that depended on the tip shape.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.601-613
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• 2017

An adjoint-based error estimation and mesh adaptation study is conducted for two-dimensional viscous flows on unstructured hybrid meshes. The error in an integral output functional of interest is estimated by a dot product of the residual vector and adjoint variable vector. Regions for the mesh to be adapted are selected based on the amount of local error at each nodal point. Triangular cells in the adaptive regions are refined by regular refinement, and quadrangular cells near viscous walls are bisected accordingly. The present procedure is applied to single-element airfoils such as the RAE2822 at a transonic regime and a diamond-shaped airfoil at a supersonic regime. Then the 30P30N multi-element airfoil at a low subsonic regime with a high incidence angle (${\alpha}=21deg.$) is analyzed. The same level of prediction accuracy for lift and drag is achieved with much less mesh points than the uniform mesh refinement approach. The detailed procedure of the adjoint-based mesh refinement for the multi-element airfoil case show that the basic flow features around the airfoil should be resolved so that the adjoint method can accurately estimate an output error.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권3호
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• pp.405-412
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• 2017

In the present study, two phase flows around a projectile vertically launched from an underwater platform have been numerically investigated by using a three dimensional multi-phase RANS flow solver based on pseudo-compressibility and a homogeneous mixture model on unstructured meshes. The relative motion between the platform and projectile was described by six degrees of freedom(6DOF) equations of motion with Euler angles and a chimera technique. The propulsive power of the projectile was modeled as the fluid force acting on the lower surface of the body by the compressed air emitted from the platform. Qualitative analysis was conducted for the time history of vapor volume fraction distributions. Uncorking pressure around the projectile and platform was analyzed to predict impact force acting on the surfaces. The results of 6DOF analysis presented similar tendency with the surficial pressure distributions.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.655-661
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• 2012

본 연구에서는 비정렬 중첩 혼합 격자계를 사용하는 전산유체기법으로 무베어링 로터허브의 공기역학적 항력을 계산하였다. 동체와 로터 허브 모두 점성 항력보다는 압력 항력이 주요 요소로 작용하고 있으며, 토크 튜브의 항력이 허브 항력에서 가장 큰 비중을 차지하고 있음을 확인할 수 있었다. 허브 항력은 동체 항력 대비 39~41%를 차지하는 것으로 나타났다. 최종적으로 개발된 헬리콥터의 항력 추세와의 비교를 통해, 설계된 무베어링 로터 허브의 항력은 요구도를 충족시키는 것으로 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.30-40
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• 2004

본 연구에서는 비정렬 격자계에서 비행선 돌풍 해석을 위한 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 Euler 방정식이 사용되었으며, 비행선의 저마하수 운행 영역에서의 정확하고 효율적인 해석을 위해 저마하수 예조건화 기법을 적용하였다. 돌풍 모형으로는 sharp-edged gust가 사용되었다. 해석 기법의 검증을 위해서는 선형 방정식에 대해서 유도된 해석해와 비교하였으며, 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. 실제적인 비행선 형상에 대해서 돌풍의 영향을 받을 때 양력 계수는 매우 큰 변화를 일으키는 반면에 모멘트는 상대적으로 작은 변화를 일으키는 것을 볼 수 있었다. 또한 제어면의 사용으로 인해 더욱 강하게 정적으로 안정하게 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.1-10
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• 2006

본 연구에서는 수치적 방법을 이용하여 타원형 익형의 공력특성에 대한 연구를 수행하였다. 타원형 익형의 경우 현재까지 널리 사용되어진 NACA 계열 익형들에 비하여 작은 앞전 곡률반경을 가진다. 또한 NACA 계열 익형들과는 달리 앞전과 같은 곡률반경을 가지는 뒷전 형상을 가지며, 익형의 최대 두께가 시위의 1/2지점에 존재한다. 타원형 익형의 경우 이러한 형상적인 특징들에 의하여 NACA 계열 익형들과는 다른 공력특성을 나타내는데, 본 연구에서는 같은 최대 두께를 가지는 NACA 계열 익형과 타원형 익형의 다양한 유동조건에서의 공력특성에 대한 수치해석 결과의 비교를 통하여 타원형 익형의 공력특성에 대하여 살펴보았다. 또한 타원형 익형의 두께변화에 따른 공력특성의 변화 역시 함께 고려하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.191-198
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• 2014

본 연구는 유체-고체 연성 해석이 활발히 진행되고 있는 고체로켓의 3차원 연소실 상경계면 형상에 대해 정보 전달 기법 중 하나인 공통세분 기법의 적용을 목적으로 수행되었다. 본 기법은 불일치하는 경계면간 정보 전달에도 보존성과 정확도를 동시에 만족시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 기법 구현은 상경계면에 공통표면을 구성하고 특정 오차를 최소화 시키는 최소화 내삽법을 적용하는 과정으로 수행되었다. 이를 바탕으로 다양한 다차원 상경계면 형상에서 연속 및 불연속 함수를 이용한 정보 전달 실험을 수행하였고, 다른 기법들과 해석 결과를 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.17-25
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• 2006

본 연구에서는 2차원 비정렬 중첩격자계를 이용한 서로 겹쳐진 물체간의 상대운동 해석기법을 개발하였다. 물체들이 교차되는 교차점에서 가장 가까운 거리에 있는 각 격자계의 물체 경계면에 위치한 격자점들을 교차점으로 이동시키고, 이 교차점을 기준으로 계산영역에 포함되는 격자와 계산에서 제외되는 격자가 구분되도록 하였다. 비정상 유동의 계산을 위해 계산에서 제외되는 비활성 격자점에 적절한 유동값을 부여하여, 상대운동이 진행됨에 따라 새롭게 활성 격자점으로 분류될 때 이전 시간에서의 유동값으로 이용될 수 있도록 하였다. 해석기법의 검증을 위해 단순플랩의 진동에 따른 에어포일 주위의 유동을 해석하여 타 연구자의 해석결과와 비교하였고, NACA0012 에어포일의 내부에서 사출되는 발사체의 운동에 대하여 해석을 수행하였다.

• 한국항만학회지
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• 제13권1호
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• pp.167-174
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• 1999

Numerical analysis of two-fluid flows for both water and air is carried out. Free-Surface flows with an arbitrary deformation have been simulated around two dimensional submerged hydrofoil. The computation is performed using a finite volume method with unstructured meshes and an interface capturing scheme to determine the shape of the free surface. The method uses control volumes with an arbitrary number of faces and allows cell-wise local mesh refinement. the integration in space is of second order based on midpoint rule integration and linear interpolation. The method is fully implicit and uses quadratic interpolation in time through three time levels The linear equation systems are solved by conjugate gradient type solvers and the non-linearity of equations is accounted for through picard iterations. The solution method is of pressure-correction type and solves sequentially the linearized momentum equations the continuity equation the conservation equation of one species and the equations or two turbulence quantities.