• 오토저널
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• 제21권4호
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• pp.22-26
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• 1999

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.330-335
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• 2016

본 논문에서는 설계된 100 W급 헬리컬 수직축 풍력발전기의 공기 역학적 출력 및 유동 특성에 관하여 연구하였다. 이를 위하여 100 W급 헬리컬 수직축 풍력발전기 로터를 설계하였고 풍동 시험과 동일한 환경을 적용한 3차원 전산유동해석을 수행하였다. 전산유동해석 결과를 통하여 공기 역학적 출력과 헬리컬 유동 특성을 확인하였다. 마지막으로 실제 크기의 수직축 풍력발전기에 대한 풍동 시험을 수행하여 전산유동해석에서 예측한 공기역학적 출력과 비교 검증하여 전산유동해석 기법의 타당성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1273-1283
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• 2011

3 차원 비정상유동해석을 통하여 자이로밀의 공기역학적 특성을 고찰하였다. 일반적으로 소형자이로밀은 구조가 간단하고 솔리디티가 높아 제작이 쉽고 자구동(self-starting)이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 TSR (tip speed ratio)가 4~7 인 다리우스풍력발전기와 다르게 1~3 정도로 매우 낮다. 본 연구에 사용한 자이로밀은 일정한 단면을 가진 3 개의 직선날개로 구성되어 있으며 솔리디티는 0.75 이다. 솔리디티가 매우 낮은 다리우스풍력발전기와 다르게 자이로밀은 TSR 이 증가함에 따라 날개 상호간의 간섭과 하류에 위치하는 날개로 유입되는 유동속도의 급격한 감소로 인하여 양력이 감소하고 날개의 회전속도에 의하여 주변의 공기가 가속되면서 항력의 증가로 성능이 저하되었다. 이로 인하여 TSR 이 2.4에서 최고의 성능을 나타내며 이후로 급격히 감소하는 것을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.741-750
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• 2008

본 연구의 목적은 3차원 풍동실험을 이용하여 합성형 사장교의 공기역학적 특성을 분석하는데 있다. 2차원 풍동실험에서 선정된 내풍개선 단면을 가지고 영각, 풍각에 대하여 3차원 모형의 내풍안정성을 평가한다. 설계풍속에서 수직, 비틀림 와류진동, 비틀림 플로터 등의 공기 역학적 특성을 규명하였다. 또한 사장교는 FCM으로 대부분 가설하므로 가설단계에서 강성이 부족하다. 따라서 실험은 완성계, 2개의 가설단계, 독립주탑의 단계별로 나누어 진행되었다. 원설계가 강상형교로 설계되었기 때문에 강상형교와 합성형교의 내풍특성을 비교하였다. 이 논문은 중소형 합성형 사장교의 내풍특성의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2013

반도체, 디스플레이와 같이 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정에서 발생한 오염입자는 수 율에 큰 영향을 미친다. 따라서 공정 중에 발생한 오염입자를 실시간으로 모니터링할 수 있는 장비에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)는 저압에서 실시간으로 나노 입자의 크기를 측정할 수 있는 대표적인 장비 중 하나이다. 입자를 포함한 가스 유동이 PBMS로 유입되면, 우선 입자를 입자빔의 형태로 집속하는 공기역학렌즈를 통과하게 된다. 집속된 입자는 노즐에 의해서 가속되며, 이로 인해 충분한 관성을 가지게 된 입자는 양극과 음극, 필라멘트로 구성된 electron gun에서 전자충돌에 의해 포화상태로 하전된다. 하전한 입자는 electrostatic deflector에서 크기에 따라 분류되어 Faraday detector와 electrometer에 의해 측정된다. 그러나 공기역학렌즈는 입자의 크기가 작아질수록 집속 효율이 급격히 낮아진다는 문제점을 지니고 있다. 이는 입자가 작아질수록 점성에 의한 영향이 관성에 의한 영향보다 커짐으로써 나타나는 현상이다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위해 사중극자를 사용하여 입자를 집속시키는 방법이 대안으로 제시되었다. 사중극자는 서로 마주보는 쌍곡선 형태의 전극구조에 AC 전기장을 인가하는 방식을 사용한다. 사중극자의 중심은 정확히 평형점을 가지게 되며 입자는 사중극자 내에서 진동을 반복하며 평형점을 향해 모이게 된다. 입자의 크기가 작을수록 전기력에 의한 영향을 크게 받으므로 사중극자를 이용한 입자집속 방법은 나노입자의 집속에 있어 공기역학렌즈를 이용한 집속에 비해 이점을 지닌다. 또한 집속 하고자 하는 입자 대상이 바뀔 경우 구조를 바꿔야 하는 공기역학렌즈와 달리 사중극자를 이용한 방법은 AC 전기장을 조절하는 것 만으로 제어가 가능하다. 본 연구에서는 저압 조건에서 나노입자를 집속하기 위한 사중극자의 전극 구조를 이론적인 계산을 통하여 구하였다. 그 결과 0.1 torr의 압력 조건하에서 5~100 nm 범위의 기본 입자를 AC 전압과 진동수를 조절하여 집속할 수 있는 사중극자 형태를 설계하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1063-1069
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• 2011

본 논문은 2 MW급 풍력터빈 3기로 구성된 6 MW 해상풍력발전단지의 풍력터빈 이격거리에 따른 공기역학적 출력 변화를 전산유동해석을 활용하여 연구한 것이다. 육상 뿐만 아니라 해상풍력발전단지에 있어서 레이아웃 설계는 풍력발전단지 초기 투자비, 년간 발전량 및 유지보수비에 영향을 끼치는 핵심 인자이다. 각 풍력터빈 로터에 대해서 모멘텀 소스를 가지는 액츄에이터 디스크가 아닌 완전한 3-D 모델에 대해서 전산유동해석 기법을 적용하여 연구하였으며 이는 기술적으로 큰 의미를 가진다. 본 논문의 연구결과는 향후 해상풍력발전단지 레이아웃 설계에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권8호
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• pp.693-698
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• 2007

로터 공기역학 모사를 위한 수치해석 기법이 제안되었다. 국부적인 유동특성변수를 4차 정확도 내삽의 MUSCL 접근방법을 유한체적 공식에 적용시킴으로써 로터 블레이드로 부터 멀리 떨어져 성긴 격자영역에서의 비 물리적인 수치 확산을 개선시켰다. 또한, 유동특성변수에 따라 각각 다른 제한자를 적용함으로써 수치적인 소산작용을 억제하고 수치적 안정성을 높였다. 대표적인 로터 공기역학 응용문제에 적용한 결과 후류포획성능이 크게 개선됨을 확인하였으나 공력소음계산 결과는 전통적인 MUSCL 기법에 비교하여 큰 개선점은 없었다.

• 태양에너지
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• 제10권1호
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• pp.47-56
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• 1990

수직축 다리우스 풍력 터어빈의 공기역학적 특성을 해석코자 날개요소이론과 운동량 이론에 근거하는 이중다류관모델을 정립하여 모델풍동실험과 병행하여 비교분석하였다. 이중 다류관 모델은 아직 수정 보완의 여지는 있으나 터어빈을 통과하는 유동의 변화가 심하지 않은 날개끝속도비나 회전면적비가 작은 경우에는 비교적 정확히 터어빈의 공기역학적 특성을 예측함을 알 수 있었고, 모형풍동실험을 통해 정확한 터어빈 회전수제어로서 각 특성변수들에 대한 영향을 살피었다. 본 연구의 결과로서는 다리우스 터어빈의 설계 및 운전특성 예측에의 응용이 기대될 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.180-185
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• 2013

본 연구에서는 공기역학적 성능을 고려하여 인간의 힘만으로 이륙할 수 있는 초경량 인간동력 항공기의 개념설계를 수행하였다. 이를 위해 조종사를 포함한 항공기 전체 무게를 결정한 이후 적절한 익형을 선정하여 주날개/보조날개를 설계하였다. 설계된 비행기의 형상을 기초로 3차원 전산해석을 하였으며, 이를 통해 양력/항력 등의 성능계수 및 항공기 무게 중심(CG)에 대한 계산을 수행하였다. 그 결과 비행기의 양력 및 추력이 양력 및 추력의 제한 조건을 만족하였다. 또한 비행기의 무게 중심(CG)이 주익의 공력 중심(AC)에 위치함으로써 26%의 정적 안정성이 보장되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 저 레이놀즈 수 유동장에서 유연 익형의 공탄성적 거동과 공기 역학적 성능이 평가되었다. 유연 익형은 비정상 유동장에서 저 레이놀즈 수 익형으로 흔히 사용되는 CLARK-Y 익형 윗면의 일정부분에 질량이 없는 박막을 장착하여 모델링 하였다. 박막의 거동은 공기역학적 힘과 박막의 평형 방정식에 의해 지배되며 평형 방정식의 무차원화로부터 유동과 박막간의 상호작용을 나타내는 무차원 변수가 도출되며 이 무처원 변수가 박막의 거동에 큰 영향을 미친다. 박막의 분포를 익형 윗면의 지정된 지점에서부터 뒷전까지 분포시키되 지정된 박막 분포의 시작점을 변화시켜가며 각 박막 분포에서 박막의 공탄성적 거동을 지배하는 무차원 변수에 대해 공기역학적 성능의 최적화를 수행하였다. 그 결과 박막 분포의 시작점이 뒷전으로 이동할수록 무차원 변수는 거의 선형적으로 증가해야함을 알 수 있었다.