• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.18-23
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• 2004

한 러 풍동시험 기술협력사업의 일환으로 러시아 TsAGI T-012 풍동에서 KARI가 보유하고 있는 전진익형 항공기 모델에 대한 풍동시험을 수행하였다. Wire-suspension 모델지지부를 사용하고 있는 T-102 시험결과와 KARI 3점지지부 및 2 점지지부 시험결과를 비교하였다. 항력의 경우 KARI 시험결과와 TsAGI T-102 시험결과는 매우 좋은 일치성을 보이고 있다. 조종면에 의한 영향을 비교한 결과 두 기관의 시험결과는 요잉모멘트와 롤링모멘트에서도 매우 좋은 일치성을 보이고있다.

• Wind and Structures
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• 제32권3호
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• pp.239-248
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• 2021

In this study, three airfoil families, NACA, FX and S, in each case three from each series with different shapes were investigated at different angles of attack using Computational Fluid Dynamics (CFD) method. To verify the CFD model, simulation results of the NACA 0012 airfoil was compared against the available experimental data and k-ω SST was used as the turbulence model. Lift coefficients, lift to drag ratios and pressure distributions around airfoils were obtained from the CFD simulations and compared each other. The simulations were performed at three Reynolds numbers, Re=2×105, 1×106and 2×106, and angle of attack was varied between -6 and 12 degrees. According to the results, similar lift coefficient values were obtained for symmetric airfoils reaching their maximum values at similar angles of attack. Maximum lift coefficients were obtained for FX 60-157 and S 4110 airfoils having lift coefficient values around 1.5 at Re=1×106 and 12 degrees of angle of attack. Flow separation occurred close to the leading edge of some airfoils at higher angles of attack, while some other airfoils were more successful in keeping the flow attached on the surface.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.38-47
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• 2020

The partial air cushion supported catamaran (PACSCAT) is a novel Surface Effect Ship (SES) and possesses distinctive resistance performance due to the presence of planing bottom. In this paper, the design of PACSCAT and air cushion system are described in detail. Model tests were carried out for Froude numbers ranging from 0.1 to 1.11, the focus is on the influence of air cushion system on resistance characteristics. Drag-reducing effect of air cushion system was proved by means of contrast tests in cuhionborne and non-cushionborne mode. Wave-making characteristics reflect that the PACSCAT would eventually enter planing regime, in which the air could just escape under the seals and the hull body could operate in a steady state. To acquire different air cushion pressure, air flow rate and leakage height were adjusted during tests. Experimental results show that the resistance performance in planing regime would decrease evidently as the increased air flow rate, however, the scheme with medium leakage height presents the best resistance performance in the hump region.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권4호
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• pp.397-408
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• 2024

Buried box culverts are crucial elements of transportation infrastructure. However, their behavior under foundation loads is not well understood, indicating a significant gap in existing research. This study aims to bridge this gap by conducting a detailed numerical analysis using the Finite Element Method and Abaqus software. The research evaluates the behavior of buried box culverts by examining their interaction with surrounding soil and the pressures from surface foundation loads. Key variables such as embedment depth, culvert wall thickness, concrete material properties, foundation pressure, foundation width, soil elastic modulus, and friction angle are altered to understand their combined effects on structural response. The methodology employs a validated 2D numerical model under plane strain conditions. Parametric studies highlight the critical role of culvert depth (H) in influencing earth pressure and bending moments. Foundation pressure and width demonstrate complex interdependencies affecting culvert behavior. Variations in culvert materials' elastic modulus show minimal impact. It was found that the lower wall of the buried culvert experiences higher average pressure compared to the other two walls, due to the combined effects of the culvert's weight and down drag forces on the side walls. Furthermore, while the pressure distribution on the top and bottom walls is parabolic, the pressure on the side walls follows a different pattern, differing from that of the other two walls.

• 한국해양학회지:바다
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• 제23권4호
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• pp.153-178
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• 2018

운용용으로 사용되는 대부분의 풍속자료는 10 m 기준 고도에서 측정 또는 생산된 자료이다. 이 연구는 이어도 해양과학기지 42.3 m 고도의 옥상 등대에서 측정 중인 풍속을 기준 고도의 풍속으로 변환시켜 국립해양조사원 누리집을 통해 실시간으로 제공하기 위한 사전 연구이다. 이를 위해 2015년에 이어도 기지에서 관측한 풍속을 대표적인 네 종류의 풍속 변환식 - 멱법칙식, 두 종류의 중립벽 로그법칙식(항력계수형, 거칠기 높이형), 대기 안정도 효과를 고려한 벽 로그법칙모델(안정도 고려 거칠기 높이형) -에 적용하였다. 관측 바람을 평가하는데 많이 사용되는 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델의 결과와 나머지 풍속 변환식 결과들을 서로 비교하였다. 그 결과 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델 간 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 $-0.001m\;s^{-1}$와 $0.122m\;s^{-1}$로 가장 낮아 실시간 현업 운용 측면에서 상호 보완적으로 이 두 변환식을 함께 사용하는 것이 바람직하다는 결론을 도출하였다. 또한 이어도 해역에서 조석에 의한 풍속 관측 고도 변화가 풍속 변환에 미치는 영향을 분석하였다. 이들 변환식에 대한 조석 효과 고려 전후에 대한 비교 실험 결과, 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 <$0.0001m\;s^{-1}$와 <$0.012m\;s^{-1}$로 그 영향은 미미하였다. 대기 표면 거칠기 높이를 사용하는 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그 법칙모델을 이용하여 간편 풍속 변환식의 필수 입력값인 표면 거칠기 높이 값의 적절성에 관해 논의하였으며, 풍속 변환 정확도를 향상시킬 수 있는 표면 거칠기 높이 계산식을 제시하였다. 또한 인공위성 산란계(ASCAT) 풍속자료와 네 종류의 중립 연직 풍속 변환식들의 결과를 비교하여 이들 중 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델에서 안정도 항을 뺀 풍속 변환 모델의 정확도가 더 낫다는 결과를 제시하였다. 끝으로 이들 종래 $25m\;s^{-1}$ 이하 풍속에 최적화된 풍속 변환식들로부터 바람 항력계수를 산정 분석하여 강풍(${\geq}33m\;s^{-1}$) 환경에서도 적합한 풍속 변환식으로 개선 필요성에 관해 논의하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.57-68
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• 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.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권3호
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• pp.147-156
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• 2006

물리기반 시뮬레이션 모델링 기법은 기하학적 속성만을 사용하여 모델링한 다른 시뮬레이션과는 달리 뉴턴의 제2법칙과 같은 물리 법칙을 사용하여 현실세계를 시뮬레이션 한다. 본 논문에서는 현실 세계에서 일어나는 물수제비 현상의 물리적 운동 원리를 수식기반 해석을 통해 실세계와 같은 물리기반 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 또한 본 논문에서는 물의 표면과 돌멩이의 상호작용을 표현하는데 있어서 물의 자연스러운 움직임 현상과 함께 돌멩이의 궤적을 계산하는데 중점을 두었다. 궤적은 돌멩이의 속도와 물의 항력에 의해 결정되고, 이러한 운동은 돌멩이가 물 표면에서 가라앉을 때까지 반복 계산된다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 물수제비 운동은 운동역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 물수제비 운동을 PC 환경에서 대화형으로 재현하여 유사한 운동을 하는 3차원 모델들에도 적용할 수 있다.

• Wind and Structures
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• 제26권5호
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• pp.331-341
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• 2018

A numerical study on the flow over a square cylinder in the vicinity of a wall is conducted for different Couette-Poiseuille-based non-uniform flow with the non-dimensional pressure gradient P varying from 0 to 5. The non-dimensional gap ratio L (=$H^{\ast}/a^{\ast}$) is changed from 0.1 to 2, where $H^{\ast}$ is gap height between the cylinder and wall, and $a^{\ast}$ is the cylinder width. The governing equations are solved numerically through finite volume method based on SIMPLE algorithm on a staggered grid system. Both P and L have a substantial influence on the flow structure, time-mean drag coefficient ${\bar{C}}_D$, fluctuating (rms) lift coefficient ($C_L{^{\prime}}$), and Strouhal number St. The changes in P and L leads to four distinct flow regimes (I, II, III and IV). Following the flow structure change, the ${\bar{C}}_D$, $C_L{^{\prime}}$, and St all vary greatly with the change in L and/or P. The ${\bar{C}}_D$ and $C_L{^{\prime}}$ both grow with increasing P and/or L. The St increases with P for a given L, being less sensitive to L for a smaller P (< 2) and more sensitive to L for a larger P (> 2). A strong relationship is observed between the flow regimes and the values of ${\bar{C}}_D$, $C_L{^{\prime}}$ and St. An increase in P affects the pressure distribution more on the top surface than on bottom surface while an increase in L does the opposite.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제31권4호
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• pp.342-348
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• 2006

Aerial application using an unmanned agricultural helicopter became necessary for both labor saving and timely spraying. In the previous paper, a rotor system was developed and lift capability was evaluated. The experimental results were compared with simulated predictions using the CFD-ACE program. From the simulation, the relative velocity on the top surface of the blade airfoil increased, resulting in the pressure drop. The CFD analyses were revealed that a drag resistance on the leading edge of the airfoil, a wake at the trailing edge, and a positive pressure underneath the bottom surface were observed. As the results of the simulation, total lifts of 56.8, 74.4 and $95.0kg_f$ were obtained at the 6, 8 and $10^{\circ}$ of AAT (angle of attack), respectively. The simulation results agreed reasonably up to $10^{\circ}$ of AAT. However, at a greater AAT $(<12^{\circ})$ the simulated total lift continuously increased to $105kg_f$, comparing with a decreasing experimental total lift due to the lack of engine power. At a stiff angle of $18^{\circ}$ AAT, a wake was observed at the trailing edge of the airfoil. A rated operating condition determined from the previous paper was also verified through the simulation.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.16-22
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• 2004

지면엔 근접한 사각주 후면에서 발생하는 비정상 와류 배출은 지상 운송체, 교량, 건물 등의 항력 증가뿐 아니라, 동안정성에도 큰 영향을 미친다. 비압축성 평균 Navier-Stokes 방정식에 수정된 ${\varepsilon}-SST$ 난류 모델을 적용하여 사각주 하부와 지면과의 간극 유동을 해석하였다. 사각주 후류에서 와류가 발생하는 경우에는 간극에서의 평균 최대 속도가 억제된 경우에 비하여 높으며, 또한 최대 속도의 위치 또한 사각주 하부에 근접한 것을 확인하였다. 본 연구에서는 사각주 하부에 수평, 수직의 펜스를 설치하는 수동 제어기법을 적용하여 사각 주 후류의 와류 배출용 억제할 수 있다.