• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제8권1호
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• pp.53-67
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• 2021

The increasing interest in the exploration of Mars stimulated the authors to study aerodynamic problems linked to space vehicles. The aim of this paper is to evaluate the aerodynamic effects of a flapped wing in collaborating with parachutes and retro-rockets to reduce velocity and with thrusters to control the spacecraft attitude. 3-D computations on a preliminary configuration of a blunt-cylinder, provided with flapped fins, quantified the beneficial influence of the fins. The present paper is focused on Aerodynamics of a wing section (NACA-0010) provided with a trailing edge flap. The influence of the flap deflection was evaluated by the increments of aerodynamic force and leading edge pitching moment coefficients with respect to the coefficients in clean configuration. The study was carried out by means of two Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) codes (DS2V/3V solving 2-D/3-D flow fields, respectively). A DSMC code is indispensable to simulate complex flow fields on a wing generated by Shock Wave-Shock Wave Interaction (SWSWI) due to the flap deflection. The flap angle has to be a compromise between the aerodynamic effectiveness and the increases of aerodynamic load and heat flux on the wing section lower surface.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제45권4호
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• pp.182-189
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• 2021

Background: Organism body size is a basic characteristic in ecology; it is related to temperature according to temperature-size rule. Butterflies are affected in various aspects by climate change because they are sensitive to temperature. Therefore, this study was conducted to understand the effect of an increase in temperature due to global warming on the wing of butterflies. Results: A total of 671 butterflies belonging to 9 species were collected from 1990 to 2016 in Seoul (336 specimens) and Mokpo (335 specimens). Consequently, as the mean temperature increased, the wing length of the species increased. However, there are exceptions that the Parnassius stubbendorfii, Pieridae canidia, and Pieris rapae wing length of Seoul increased, but the butterfly wing length of Mokpo decreased. Conclusions: The positive correlations between the butterfly wing length and mean temperature showed that the change of mean temperature for about 26 years affects the wing length of butterfly species. The exception is deemed to have been influenced by the limited research environment, and further studies are needed. We would expect that it can be provided as basic data for studying effect of climate change.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권9호
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• pp.712-722
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• 2018

본 논문에서는 곤충 모방 날갯짓 비행체의 가장 중요한 설계 변수 중 하나인 날개에 대한 파라메트릭 연구에 대해 서술하였다. 추력, 피칭모멘트, 소비전력, 추력 대 전력비의 비교 및 분석을 통해 날개 형상에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 힘과 모멘트는 2축 밸런스를 이용하여 측정되었으며 날갯짓 주파수는 홀센서를 이용하여 측정되었다. 날개 형태는 겹 날개 형태를 채택하였으며 이를 통해 Clap and fling 효과를 구현하였다. 기준 날개 형상으로 잠자리의 날개를 선정하였고, 이를 기준으로 가로세로비 및 면적에 대한 실험을 진행하였다. 결과적으로, 가로세로비와 면적이 증가할수록 추력, 피칭모멘트, 소비전력이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 일정 수준 이상의 가로세로비 혹은 면적을 가지는 날개를 메커니즘에 적용하였을 때 메커니즘이 정상적으로 구동되지 않는 것을 확인하였다. 최종적으로 날개 형상 선정은 필요한 최소추력을 만족시키는 날개 중에서 추력 대 전력비를 비교함으로써 이루어졌다. 하지만 추력선과 무게중심의 불일치로 인한 모멘트의 발생으로 안정성을 확보할 수 없었다. 이에 안정성을 확보하기 위해 상단과 하단에 댐퍼를 부착한 실내 비행 시험을 통해 날개의 파라메트릭 연구 결과에 대한 간접적인 성능 검증을 수행하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.54-63
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• 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.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.70-85
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• 2006

The supersonic flutter suppression of a cantilevered plate wing is studied with the finite element method and the quasi-steady aerodynamic theory. We suppress wing flutter by using piezoelectric materials and electric devices. Two approaches to flutter suppression using piezoelectric materials are presented; an energy-recycling semi-active approach and a negative capacitance approach. To assess their flutter suppression performances, we simulate flutter dynamics of the plate wing to which piezoelectric patches are attached. The critical dynamic pressure drastically increases with our flutter control using a negative capacitor.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권10호
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• pp.817-824
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• 2017

꼬리날개 조종 유도무기의 주날개-꼬리날개 간섭 현상에 대한 연구를 수행하였다. 풍동시험 데이터를 이용하여 주날개-꼬리날개 간섭 정도를 산출하였으며 날개간의 간섭 현상이 전체 공력에 미치는 영향을 분석하였다. 성분 시험 결과를 이용하여 downwash angle을 산출하였으며 날개간의 간섭 영향을 받음각에 대한 비율로 나타내었다. 날개간의 간섭현상 발생 시 유동 특성을 살펴보기 위해 수치해석을 실시하였으며 받음각에 대한 vorticity 특성을 비교하였다. 실험적, 수치적 연구를 통해 주날개-꼬리날개 간섭현상이 유도무기의 정안정성에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.191-197
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• 2017

본 연구는 Weis-Fogh형 수차모델의 비정상 유동장을 PIV를 이용해 가시화한 것이다. 실험은 비교적 효율이 높은 날개의 열림각 ${\alpha}=40^{\circ}$ 및 날개의 이동 속도에 대한 일정류의 속도비 U/V=1.5~2.5 범위 내에서 진행했다. 유동장은 각 실험 파라메터에 대해 열리는 과정, 병진운동의 과정 및 닫히는 과정으로 나누어 고찰되었으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 열리는 과정에서는 날개와 벽 사이에 유체가 흡입되며, 그 유입속도는 열림각이 클수록, 속도비가 클수록 증가했다. 병진운동의 과정에서 날개 압력면의 유체는 날개의 이동방향으로 움직였으며, 배면에서의 경계층의 두께는 속도비 2.0일 때 가장 작았다. 닫히는 과정에서는 날개와 벽 사이에서 유체가 분출되며, 그 분출속도는 열림각이 작을수록 증가했지만, 속도비와는 관계가 없었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.37-45
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• 2002

옆미끄럼이 있는 조건에서 LEX를 갖는 $65^{\circ}$ 후퇴각 삼각날개의 와류와 공력 특성을 실험적으로 연구하였다. 자유 유동속도는 40m/sec이고 이 속도와 날개뿌리 시위를 기준으로 한 단위길이당 레이놀즈 수는 $1.76{\times}10^6$이다. 받음각 범위는 $12^{\circ}$ 부터 $28^{\circ}$ 까지 이고, 시험된 옆미끄럼각은 $0^{\circ}$ , $-10^{\circ}$ , $-20^{\circ}$ 이다. 날개의 바람쪽에 있는 LEX 와류는 바람 반대쪽 LEX 와류보다 훨씬 더 강하고 날개면에 더 가깝게 날개 후류영역으로 진입한다. LEX 와류와 날개 와류는 서로 연동하여 집중되고 강한 와류를 형성하거나 날개 하류지역에서 붕괴된다. LEX 와류와 날개 와류의 상호작용으로 인하여 바람쪽 날개면에는 높은 흡입압력이 유지되고, 바람 반대쪽 날개면에는 낮은 흡입압력이 형성된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.429-438
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• 1994

3차원 유한요소 모델을 사용하여 여러 wing들로 구성된 3차원 다중 구조물의 해석을 수행할 경우에는 입력자료 작성시 번거로움과 긴 해석시간 및 큰 용량의 컴퓨터가 필요하게 된다. 본 연구에서는 이런 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 해석모델들을 제안하였으며 이들 해석모델에는 3차원 다중 구조물에서 계산의 간편성 때문에 통상 무시되어 온 바닥슬라브의 면내변형이 고려되어져 있다. 본 연구에서 제안하는 해석모델에서는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물을 하나의 구조물로 취급하는 종래의 방법 대신에 각 wing 구조물들과 이들 wing 구조물을 서로 연결시켜주는 연결부로 이상화하기 때문에 다양한 형태(Y. U, H 등)의 구조물에도 쉽게 적용할 수 있다. 제안된 해석모델의 정확성은 두가지 구조방식의 예제 구조물에 대하여 3차원 유한 요소 모델과 제안된 해석모델로부터 구한 해석결과(구조물의 고유 진동주기, 모드형상, 임의 절점에서의 변위에 대한 시간이력)의 비교로부터 검증되었으며 그 결과 제안된 해석모델은 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 근사적인 모델로 적합함을 알 수 있었다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.217-220
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• 2006

The lift and drag forces produced by a wing of a given cross-sectional profile are dependent on the wing planform and the angle of attack. Aspect ratio is the ratio of the wing span to the average chord. For conventional fixed wing aircrafts, high aspect ratio wings produce a higher lift to drag ratio than low ones for flight at subsonic speeds. Therefore, high aspect ratio wings are used on aircraft intended for long endurance. However, birds and insects flap their wings to fly in the air and they can change their wing motions. Their wing motions are made up of translation and rotation. Therefore, we tested flapping motions with parameters which affect rotational motion such as the angle of attack and the wing beat frequency. The half elliptic shaped wings were designed with the variation of aspect ratio from 4 to 11. The flapping device was operated in the water to reduce the wing beat frequency according to Reynolds similarity. In this study, the aerodynamic forces, the time-averaged force coefficients and the lift to drag ratio were measured at Reynolds number 15,000 to explore the aerodynamic characteristics with the variation of aspect ratio. The maximum lift coefficient was turned up at AR=8. The mean drag coefficients were almost same values at angle of attack from $10^{\circ}$ to $40^{\circ}$ regardless of aspect ratio, and the mean drag coefficients above angle of attack $50^{\circ}$ were decreased according to the increase of aspect ratio. For flapping motion the maximum mean lift to drag ratio appeared at AR=8.