• 대한조선학회논문집
• /
• 제58권6호
• /
• pp.391-399
• /
• 2021

In order to investigate force and cavitation characteristics for the flat & twisted rudders in the Large Cavitation Tunnel (LCT), the rudder dynamometer was designed and manufactured. The measuring capacities of lift, drag and moment are ±1000 N, ±2000 N, and ±150 N-m, respectively. The present dynamometer uses the actuator with a harmonic drive to control the rudder angle without backlash. As the target ship is a military ship with twin shaft, each dynamometer was installed above the port & starboard rudders. After the installation of the model ship with all appendages, the model test composed of rudder force measurement and cavitation observation was conducted for the existing flat rudder & the designed twisted rudder. While the flat rudder showed the big difference of lift & moment between port & starboard, the twisted rudder presented a similar trend. The cavitation of the twisted rudder showed better characteristics than that of the flat rudder. Another set of model tests were conducted to investigate rudder performance by the change of the design propeller. There was little difference in rudder performance for the design propellers with slight geometric change. Through the model test, the characteristics of the flat & twisted rudders were grasped. On the basis of the present study, it is thought that the rudder with better performance would be developed.

• Wind and Structures
• /
• 제35권2호
• /
• pp.83-92
• /
• 2022

When the rolling stocks run on the curve, the external rail has to be lifted to a certain level to balance the centrifugal force acting on the train body. Under such a situation, passengers may feel uncomfortable, and the slanted vehicle has the potential overturning risks at high speed. This paper conducted a wind tunnel test in an annular wind tunnel with φ=3.2 m based on a 1/20^th scaled high-speed train (HST) model. The sensitivity of Reynolds effects ranging from Re = 0.37×10⁶ to Re = 1.45×106 was tested based on the incoming wind from U=30 m/s to U=113 m/s. The wind speed covers the range from incompressible to compressible. The impact of roll angle ranging from γ=0° to γ=4° on train aerodynamics was tested. In addition, the boundary layer development was also analyzed under different wind speeds. The results indicate that drag and lift aerodynamic coefficients gradually stabilized and converged over U=70 m/s, which could be regeared as the self-similarity region. Similarly, the thickness of the boundary layer on the floor gradually decreased with the wind speed increase, and little changed over U=80 m/s. The rolling moment of the head and tail cars increased with the roll angle from γ=0° to γ=4°. However, the potential overturning risks of the head car are higher than the tail car with the increase of the roll angle. This study is significant in providing a reference for the overturning assessment of HST.

• Wind and Structures
• /
• 제34권4호
• /
• pp.355-369
• /
• 2022

Section model test, as the most commonly used method to evaluate the aerostatic and aeroelastic performances of long-span bridges, may be carried out under different conditions of incoming wind speed, geometric scale and wind tunnel facilities, which may lead to potential Reynolds number (Re) effect, model scaling effect and wind tunnel scale effect, respectively. The Re effect and scale effect on aerostatic force coefficients and aeroelastic characteristics of streamlined bridge decks were investigated via 1:100 and 1:60 scale section model tests. The influence of auxiliary facilities was further investigated by comparative tests between a bare deck section and the deck section with auxiliary facilities. The force measurement results over a Re region from about 1×10⁵ to 4×10⁵ indicate that the drag coefficients of both deck sections show obvious Re effect, while the pitching moment coefficients have weak Re dependence. The lift coefficients of the smaller scale models have more significant Re effect. Comparative tests of different scale models under the same Re number indicate that the static force coefficients have obvious scale effect, which is even more prominent than the Re effect. Additionally, the scale effect induced by lower model length to wind tunnel height ratio may produce static force coefficients with smaller absolute values, which may be less conservative for structural design. The results with respect to flutter stability indicate that the aerodynamic-damping-related flutter derivatives 𝘈^*₂ and 𝐴^*₁𝐻^*₃ have opposite scale effect, which makes the overall scale effect on critical flutter wind speed greatly weakened. The most significant scale effect on critical flutter wind speed occurs at +3° wind angle of attack, which makes the small-scale section models give conservative predictions.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권10호
• /
• pp.459-467
• /
• 2019

착륙장치는 회전익 항공기 및 탑승 병력의 생명을 보호해야 하는 고도의 안전성이 요구되는 주요 구성품으로 이/착륙 시 충격을 흡수하고 지상에서 활주 및 계류 시 동체를 지지한다. 특히 항공기 동체를 지지하는 주륜 착륙장치는 지면으로부터 시작되는 충격을 완충장치와 타이어를 통해 대부분 흡수하는 역할을 수행하게 되는데, 이를 통해 항공기에 탑승한 조종사의 안전을 보장하고, 임무 수행 간 병력의 작전 운용능력을 만족시킨다. A 기종 회전익 항공기 운용 중에, 우측 주륜 착륙장치 구성품인 피스톤 핀(Piston Pin)이 다수 파손된 것이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 주륜 착륙장치에서 발견된 피스톤 핀(Piston Pin) 균열 현상에 대한 근본적인 원인을 찾기 위해, 파면 분석에서부터 비행 시험을 통한 착륙 하중 해석에 이르기까지 다양한 원인 규명 방법을 모색하였다. 특히 개발 당시 피스톤 핀에 적용되었던 드래그 빔(Drag beam) 구성품과의 체결 토크에 대한 영향성을 토대로 균열 발생 가능성들에 대한 분석을 수행하였으며, 이를 통해 피로 수명과 구조건전성을 확보할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.54-63
• /
• 2022

최근 다양한 형태의 전기추진 항공기가 개발 중이다. 전기추진 항공기에 장착되는 프로펠러의 위치는 항공기 공력성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 날개 앞에 장착된 프로펠러는 프로펠러 주변과 하류방향으로 복잡한 선회 유동(Swirl Flow)을 발생시킨다. 선회 유동으로 발생하는 올려흐름과 내리흐름은 날개의 유효받음각에 영향을 미친다. 날개의 길이 분포 방향으로 발생하는 유효받음각 분포변화는 날개의 공력 하중분포에 영향을 준다. 본 연구에서는 날개에 장착된 프로펠러의 위치가 변화하면서 발생하는 프로펠러-날개 상호작용이 날개의 공력 하중분포에 미치는 영향을 연구했다. 프로펠러-날개 상호작용이 날개에 미치는 영향을 해석하기 위해, 프로펠러에 의한 선회 유동을 Actuator Disk Theory를 사용하여 나타냈다. VSPAERO를 사용하여 날개에서 발생하는 공력을 계산했다. 본 연구방법을 사용하여 얻은 계산결과는 프로펠러-날개 모델을 사용한 풍동시험 자료와 비교·검증했다. 연구결과 프로펠러와 날개 사이의 거리가 날개의 공력특성에 미치는 영향은 크게 나타났다. 축방향 및 날개길이 방향의 거리 증가는 양항비를 증가시켰다. 프로펠러가 날개 상단에 위치할 경우 더 큰 양항비를 얻을 수 있었다.

• Wind and Structures
• /
• 제19권2호
• /
• pp.145-167
• /
• 2014

Wind-vehicle-bridge (WVB) interaction can be regarded as a coupled vibration system. Aerodynamic forces and moment on vehicles and bridge decks play an important role in the vibration analysis of the coupled WVB system. High-speed vehicle motion has certain effects on the aerodynamic characteristics of a vehicle-bridge system under crosswinds, but it is not taken into account in most previous studies. In this study, a new testing system with a moving vehicle model was developed to directly measure the aerodynamic forces and moment on the vehicle and bridge deck when the vehicle model moved on the bridge deck under crosswinds in a large wind tunnel. The testing system, with a total length of 18.0 m, consisted of three main parts: vehicle-bridge model system, motion system and signal measuring system. The wind speed, vehicle speed, test objects and relative position of the vehicle to the bridge deck could be easily altered for different test cases. The aerodynamic forces and moment on the moving vehicle and bridge deck were measured utilizing the new testing system. The effects of the vehicle speed, wind yaw angle, rail track position and vehicle type on the aerodynamic characteristics of the vehicle and bridge deck were investigated. In addition, a data processing method was proposed according to the characteristics of the dynamic testing signals to determine the variations of aerodynamic forces and moment on the moving vehicle and bridge deck. Three-car and single-car models were employed as the moving rail vehicle model and road vehicle model, respectively. The results indicate that the drag and lift coefficients of the vehicle tend to increase with the increase of the vehicle speed and the decrease of the resultant wind yaw angle and that the vehicle speed has more significant effect on the aerodynamic coefficients of the single-car model than on those of the three-car model. This study also reveals that the aerodynamic coefficients of the vehicle and bridge deck are strongly influenced by the rail track positions, while the aerodynamic coefficients of the bridge deck are insensitive to the vehicle speed or resultant wind yaw angle.

• 수산해양기술연구
• /
• 제27권4호
• /
• pp.278-285
• /
• 1991

현재 사용되고 있는 전개판의 성능을 보다 향상시키기 위한 방안으로 비행기의 익이론에 기초를 두고, 전개판의 경계층을 흡입하거나 제거하는 방법 중에서 역류역을 흡입하는 슬롯(slot)을 전개판에 적용하였다. 성능분석을 위해서 단순만곡형전개판에 슬롯이 없는 기준형과 슬롯의 위치에 따른 5종의 모형전개판에 대하여 성능실험과 가시화실험을 통하여 그 성능과 유체역학적 특성을 비교해 보았다. 실험결과를 요약하면 다음과 같다. \circled1 최대전개력계수는 0.6C, 0.4C, 기준형, 0.8C, 0.2C의 순으로, 슬롯의 위치 0.6C인 전개판이 영각 27$^{\circ}$에서 1.59로 가장 우수하였다. \circled2 항력계수는 슬롯의 위치가 후연으로 갈수록 감소하며, 슬롯을 준 경우가 기준형보다 작게 나타났다. \circled3 양항비는 0.6C, 0.4C, 0.8C, 0.2C, 기준형의 순으로 모두 기준형보다 높게 나타났다. \circled4 0.2C, 0.4C 및 0.6C의 전개판이 기준형과 0.8C의 전개판보다 박리가 후연에서 발생하였다. \circled5 전개판의 전.후면에서 유속차는 영각 15$^{\circ}$~25$^{\circ}$까지는 점차 증가하고, 30$^{\circ}$에서는 감소하는 것으로 나타났다. \circled6 박리역의 크기는 0.6C의 전개판에서 가장 적게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.93-100
• /
• 2013

본 연구에서는 트윈박스 단면인 이순신대교의 레이놀즈수 변화에 따른 공기력의 영향을 살펴보는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 1/30 대축척 모형을 제작하여 공군사관학교 아음속 중형 풍동에서 최대 풍속 70m/s까지 풍속을 증가시켜가면서 공기력을 측정하여, 전북대학교 소형풍동에서 수행한 저레이놀즈수 풍동실험 결과와 비교하였다. 본 연구 대상 교량 단면은 레이놀즈수의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 고레이놀즈수 실험 결과 기존 저레이놀즈수 실험보다 항력계수는 약 23%정도 낮은 수준인걸로 나타났다. 또한 경계층 촉진장치를 효과적으로 이용하면 기존의 저레이놀즈수 풍동실험 조건에서 고레이놀즈수 모사 실험이 가능한 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제37권3호
• /
• pp.57-68
• /
• 2000

이착륙 속력을 줄이기 위해 날개 밑으로 프로펠러 후류를 불어넣어 날개와 수면사이의 압력을 증가시키는 PAR(Power Augmented Ram) 효과는 해면효과익선의 성능을 크게 향상시킨다. 본 논문에서는 풍동실험을 통해 이러한 PARWIG(Wing in Ground)선의 공력특성을 연구하였으며 송풍기(blower)와 덕트(duct)를 사용한 제트분사를 프로펠러 후류로 대신하였다. 제트의 분사속도, 분사위치(수평 및 수직 방향), 분사각 및 덕트 직경 변화에 대해 20인승 PARWIG선의 1/25 축소 모형선의 지면과의 고도, 앙각 및 플랩각의 변화에 따른 양력, 항력 및 피치모멘트를 계측하여 공력특성을 비교하였다. 적절한 PAR효과의 사용은 양력을 크게 증가시키며 최대 4의 양력계수까지 얻을 수 있었다.

• 디자인학연구
• /
• 제17권2호
• /
• pp.221-230
• /
• 2004

많은 사용성 평가 방법들, 특히 실험실 기반의 사용성 평가방법이 사용자 인터페이스 개발을 위해 광범위하게 활용되고 있다. 그러나 이러한 사용성 평가 방법들을 수행하기 위해서는 많은 비용과 시간, 노력이 필요하며, 더 나아가 부자연스러운 실험 환경으로 인한 부작용과 사용자들의 직접적인 참여의 부족 등과 같은 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 본 연구는 이러한 문제점들을 해결하기 위해 카드소팅 기법을 기본으로 하는 웹 기반의 참여적 도구를 개발하였다. 개발된 참여적 도구는 사용자들이 자신의 컴퓨터 운용 환경에서 웹을 통하여 자연스럽게 카드소팅 테스트에 참여할 수 있도록 고안되었다. 사용자들은 인터페이스 요소들로 구성된 카드들을 컴퓨터 스크린 상에서 드래깅하고 그룹핑 함으로써 자신만의 인터페이스 구조를 구성할 수 있다. 따라서 해당 웹사이트의 구조에 대해 자신이 가지고 있는 멘탈모델을 자연스럽게 표현해낼 수 있다. 또한 사용자들이 테스트에 참여하는 과정 중에 생성된 모든 데이터들은 자료 수집을 위한 원격 서버에 자동으로 전송되어 저장된다. 본 연구에서 개발된 도구의 활용을 통해 웹 디자이너들은 많은 시간과 노력이 소모되는 번거로운 과정을 거치지 않고도 보다 효과적인 카드소팅 테스트를 수행할 수 있다. 따라서 인포메이션 아키텍처를 설계하는 과정에서 실제 사용자들의 적극적인 참여를 이끌어내기 위한 효과적인 도구로 활용할 수 있을 젓이다.