• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제1권1호
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• pp.29-35
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• 2000

A numerical method to simulate Wing-In-Ground(WIG) effects for the wings moving near ground is developed. The aerodynamic analysis scheme for the wings is based on a compressible non-planar lifting surface panel method and the WIG effect is included by images. The thickness-induced effect is implemented into the lifting surface panel method by using the teardrop theory. The numerical simulation is done for the rectangular wings by varying the ground proximity. The present method is validated by comparing the calculated aerodynamic coefficients with other numerical results and measured data, showing good agreements.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.179-184
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• 2005

In the present study, conceptual design of the main wing for 20 seats WIG{wing in Ground Effect) flight vehicle, which will be a high speed maritime transportation system for the next generation, was performed. The high stiffness and strength Carbon-Epoxy material was used for the major structure and the skin-spar with a foam sandwich structural type was adopted for improvement of lightness and structural stability. As a design procedure for this study, firstly the design load was estimated with maximum flight load, and then flanges of the front and the rear spar from major bending load and the skin structure and the webs of the spars were preliminarily sized using the netting rules and the rule of mixture. In order to investigate the structural safety and stability, stress analysis was performed by Finite Element Codes such as NASTRAN/PA TRAN[6] and NISA II [7]. From the stress analysis results, it was confirmed that the upper skin structure between the front spar and rear spar was very unstable for the buckling. Therefore in order to solve this problem, a middle spar and the foam sandwich structure at the upper skin and the web were added. After design modification, even thought the designed wing weight was a little bit heavier than the target wing weight, the structural safety and stability of the final design feature was confirmed. Moreover, in order to fix the wing structure at the fuselage, the insert bolt type structure with six high strength bolts was adopted for easy assembly and removal.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제11권3호
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• pp.39-50
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• 2007

This study aims the observation of wing-in-ground effect near free surface. Numerical computations are carried out to observe the deformation of free surface and the effects on lift and drag. The detailed flow fields around two- and three-dimensional wings with NACA 0012 section are observed from the results of a commercial CFD program, FLUENT, and the local deformations of free surface are obtained by applying a Rankine panel method. In the present cases, the small deformation of free surface under the wings is observed, but different forces are found between solid wall and free surface when the speed of wings becomes large.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.60-67
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• 1997

본 논문은 WIG 무인 조종 시험선, '한진1호'와 '한진2호'의 날개에 대한 3차 시험 결과를 수록하고 있다. 지난 95년 5월에 당 연구소에서는 '한진1호'를 설계 제작하여 시험비행에 성공하였으며, 아울러 지면효과에 따른 공기역학적 특성을 파악하기 위하여 풍동에서 여러가지 날개단면에 대한 양력 및 항력을 계측하였다. 이 실험결과에 의하면 지면에 가까워질수록 양력 및 양항비는 증가되지만, 그 특성들은 주로 날개 단면의 형상에 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 논문에서는 우선 '한진1호'에 사용된 NACA6409 익형과 러시아에서 WIG선용으로 개발한 DHMTU계열의 익형 2종을 선택하고, 풍동실험을 통하여 그들의 양력 및 항력 특성을 비교하였다. 특히 본 실험에서는 종방향 운동에 대한 안정성을 파악하기 위해서 피칭모멘트를 계측 비교하였다. 실험결과에 의하면 피칭모멘트의 절대값은 코오드 길이의 1/4 에서 NACA6409 보다 DHMTU 계열이 적게 계측되었다.

• Composites Research
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• 제19권5호
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• pp.12-19
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• 2006

본 논문에서 한국해양연구원에서 개발 중인 20인승급 소형 위그선의 주익 구조 설계 및 해석에 관한 연구를 수행하였다. 경량화를 위해 탄소/에폭시 복합재료를 적용하였으며, 구조 형태는 스킨 스파 폼 샌드위치 구조를 사용하였다. 개념 설계에는 복합재 설계 개념을 반영하였고, 상세 설계 및 경량화 구조 설계에는 상용 유한 요소 코드인 NASTRAN을 이용하여 구조 설계를 수행하였다. 여러 단계의 구조 설계 변경을 통해 최종 구조 설계 결과는 설계 요구 조건을 만족하는 결과임을 확인하였다. 또한 주익을 동체에 고정하기 위해 8개의 고강도 볼트를 이용한 삽입 볼트형 구조가 용이한 장탈과 20넌 이상의 피로 수명의 고려를 통해 채택되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.7-12
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• 2007

본 연구에서는 선행연구에 의해 설계되어진 20인승급 소형 위그선의 주날개 구조를 엔진 및 프로펠러에 의해 유발되는 진동을 가진력으로 하여 강제진동 해석을 수행하였다. 대상 위그선은 왕복엔 진을 날개에 장착하여 프로펠러에 의한 추력으로 비행하며， 미는 형식(Pusher Type)의 엔진 배열을 취하고 있다. 유한요소해석을 위해서 구조해석 상용프로그랩인 MSC/NASTRAN을 사용하였으며， 엔진의 주요 진동 특성인 X-mode 와 Y-mode 그리고 Z-mode를 특정 가진 주파수로 하여 주파수 응답 해석을 수행하였고, 엔진의 추력방향 진동 모드인 X-mode를 프로펠러의 회전에 의해 진동을 수반하는 가진 추력으로 가정하여 과도응답 해석을 수행한 후 날개의 진동 특성을 살펴보았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.697-702
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• 2010

A WIG(Wing-In-Ground effect) craft flies close to the water surface by utilizing a cushion of relatively high pressurized air between its wing and water surface. This implies that when one designs such craft it is important to have lightweight structures with adequate strength to resist external loads with some margins. To investigate this requirement, this paper deals with the structural analysis of the bottom plate of small WIG craft having a design landing weight of 1.2-ton. As building materials for the WIG craft, pre-preg carbon/epoxy composites are considered. The strength information of the bottom plate is obtained using the first-ply-failure analysis in conjunction with a mid-plane symmetric laminated plate theory. As a result, the first-ply-failure location, load and deflection of the bottom plate are obtained. The calculated strength information is compared with the water reaction load for the bottom plate of seaplanes considered when they land on the water surface -the same fluid-structure interaction mechanism as that of WIG craft. In the calculation of seaplane water reaction load information, the rules shown in FAR(Federal Aviation Regulations) Part 25 are used. Through the comparison, the structural integrity of the bottom plate for the WIG craft is checked.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권3호
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• pp.14-25
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• 2008

Recently, there has been a serious effort to design a wing in ground effect (WIG) craft. Vehicles of this type might use low aspect ratio wings defined as those with smaller than 3. Design and prediction techniques for fixed wings of relatively large aspect ratio are reasonably well developed. However, Aerodynamic problems related to vortex lift on wings of low aspect ratio have made it difficult to use existing techniques. In this work, we firstly focus on understanding aerodynamic characteristics of low aspect ratio wings and comparing the results from experimental measurements and currently available numerical predictions for both inviscid and viscous flows. Second, we apply an improved numerical method, "B-spline based high panel method with wake roll-up modeling", to the same problem.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.541-547
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• 2016

본 연구에서는 Slotted flap을 장착한 WIG선(Wing In Ground effect ship)에서 발생하는 진동을 최소화하기 위해 WIG선의 공력특성을 수치적으로 분석하고 그에 따라 플랩 형상에 대하여 최적화를 진행하였다. 주 익형에 대한 형상은 NACA 4412로 고정한 상태에서 플랩의 각도와 x, y좌표를 설계변수로 설정하였으며, 그에 따라 설정한 평균 $C_L$값을 유지하면서 진동의 진폭 크기가 작아지도록 제한 조건 및 목적 함수를 설정하였다. 최적화된 익형에서 플랩과 주 익형 사이에서 분출되는 유체는 코안다 효과의 영향을 받아 플랩 윗부분을 타고 흐른다. 이로 인해 진동에 결정적인 영향을 미치는 박리영역이 억제되었으며, 진동이 최소화 되었다. 결론적으로 플랩의 최적화를 통하여 기본 설계 익형에서 89%의 진동이 저감되는 것과 동시에 Lift/Drag 96.2로 기본 설계 익형에 비해 4.1배 향상되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권6호
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• pp.649-654
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• 2010

DUP (direct underside pressurization)-장치와 프로펠러가 있는 3 차원 형상의 위그선(WIG-craft) 주위의 유동특성을 수치적으로 해석하였다. 이를 통하여 위그선 주위의 공기역학 관점의 힘들과 모멘트에 대해 고찰하였다. 이 연구의 해석에 사용된 모델은 프로펠러, 동체, 날개와 동체아래의 압력실 (air chamber)을 포함한 전 영역에 대하여 수행하였다. DUP 장치는 추력의 일부를 동체 아래의 압력실에 정체시킴으로 이륙 시와 같이 낮은 속도에도 효과적으로 양력을 증가시켜 이륙 속도를 줄이는 장치이다. 이러한 DUP 장치는 동압의 증가로 인하여 항력이 증가하고 공기의 회전성분으로 인하여 추가적인 모멘트를 생성하게 된다. 위그선의 비대칭 유동에 의해 발생하는 요잉 및 롤링 모멘트가 위그선의 안정성에 미치는 영향은 매우 미미하였다.