• 한국항공운항학회지
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• 제3권1호
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• pp.81-95
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• 1995

공기의 흐름 중에 있는 유한 날개의 끝에서는 날개끝 와류로 인하여 날개에 내리흐름(downwash)이 발생하게 된다. 이러한 내리흐름은 유도항력을 발생시켜 양항특성이 감소하게 된다. 따라서 날개끝 와류를 적절히 제어하면 어느 정도 유도항력을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 직사각형 날개와 테이퍼형 날개 끝에 여러 가지 형상의 strake를 장착하거나, 날개끝 와류를 제어하기 위하여 여러 개의 slot을 형성시켰을 때의 양항특성을 실험 및 수치해석으로 연구한 결과를 기술하였다. 실험결과 직사각형 날개끝에 장착한 wing tip strake의 밑변을 바깥쪽으로 절단한 wing tip strake의 양항특성이 받음각 $8^{\circ}$ 이상에서 우수하였고, 반면에 밑변을 절단하지 않은 경우는 받음각 $0^{\circ}\;^{\sim}\;8^{\circ}$ 사이에서 기본날개보다 양항비가 증가하였다. 테이퍼형 날개끝에 wing tip strake를 장착하였을 때의 양항비는 받음각 전 범위에 걸쳐 기본날개보다 증가하였으며, 받음각$8^{\circ}$ 이상에서 wing tip strake의 밑변을 절단하지 않은 wing tip strake의 양항특성이 우수하였다. 방사형 다중슬롯의 경우 날개끝의 앞전보다 뒷전 쪽에 형성시키는 것이 양항비특성이 우수하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.37-46
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• 1999

덕트 로터 추진장치에서 덕트와 로터 날개끝 사이의 간극변화가 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생 특성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 허브 보오텍스 캐비테이션과 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생특성의 상관관계를 살펴보기 위해서 추진장치 하류에서 축방향과 원주방향유속을 L.D.V.로 계측하였다. 날개끝 및 허브 보오텍스 캐비테이션 초기발생 관찰결과와 유속분포로부터 해석된 유동변화가 정성적으로 잘 일치하고 있으며, 날개끝 보오텍스 캐비테이션 초기발생 지연을 최대화할 수 있는 최적의 간극량을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.849-854
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• 2013

본 연구에서는 편대비행하는 고속 항공기의 날개 끝 와류의 공력 간섭 효과를 연구하기 위해서 풍동실험기법이 적용되었다. 편대비행에서 앞선 항공기의 날개 끝에서 발생하는 와류가 뒤따르는 항공기의 공력 특성에 영향을 미칠 수 있다. 흐름의 간섭 효과는 앞선 항공기와 뒤따르는 항공기의 날개 끝 사이의 거리에 따라서 변화된다. 본 연구의 실험결과 앞선 항공기에서 발생되는 날개 끝 와류는 뒤따르는 항공기의 공력 및 모멘트 계수를 변화시킴을 확인하였다. 특히, 후방 항공기의 양력계수는 수직 및 수평 위치에 따라 y/b=-0.125, z/b=0.0에서 가장 많이 증가되거나 y/b=-0.5, z/b=0.38에서 가장 크게 감소됨을 확인하였으며, 두 항공기로부터 발생된 날개 끝 와류의 간섭 현상이 자세히 관찰되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.84-93
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• 1994

본 연구에서는 NACA0012단면을 갖는 타원형날개끝 캐비테이션과 유기소음특성에 미치는 표면거칠기의 영향이 실험적으로 조사되었다. 사용한 표면거칠기는 조도 $200{\mu}m$의 입자로서, 날개끝 3cm 구간에 부착하였다. 또한 날개끝과 앞날에 각각 3cm의 거칠기를 준 경우도 별도로 조사되었다. 캐비테이션 발생시험 결과 캐비테이션 초기발생위치는 실험한 받음각 범위에서 날개끝으로부터 대략 1/2 코오드정도 후류이며, 캐비테이션 수가 감소함에 따라 변화하는 형상을 보였다. 날개끝 캐비테이션에 의한 소음은 주파수 3-50kHs사이의 비교적 고주파수에서 음압이 증가하는 양상을 보였으나, 더 낮은 캐비테이션수에서 날개 앞날 캐비테이션으로 확장되면 전 주파수 범위에 걸쳐서 소음이 증가하었다. 캐비테이션과 소음발생은 표면거칠기가 증가할때 개선되는 경향을 보였으나 그 차이는 크지않았다. 날개 앞날과 끝날에 거칠기를 준 경우가 낮은 캐비테이션수에서 다소 유리한 캐비테이션 특성을 보여준 반면 양력-항력비의 감소에 따른 문제점도 지적되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권6호
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• pp.468-476
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• 2016

본 연구에서는 이중구조를 갖는 팬의 날개 끝에서 발생하는 손실을 저감시키기 위하여 바깥 날개 끝 익형단면을 세 축으로 회전시키는 Conic winglet을 적용하였다. 손실을 계산하기 위하여 CFD 전산해석을 수행하였으며, 최소의 손실을 얻기 위하여 최적화를 수행하였다. 최적화 결과 Conic winglet은 바깥 날개 끝의 후단 부근에서 압력면 쪽으로 휘어진 형상을 보였으며 이 형상은 날개 끝에서 발생하는 전압력 손실을 3.24 % 저감시켰다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.289-296
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• 2011

본 논문에서는 항공기의 항력 감소를 위해 페어링 형상을 설계하고 설계 형상에 대한 공력해석을 수행하였다. 페어링은 날개 끝과 날개-동체 접합부에 대해 적용되었다. 날개끝 페어링의 경우 날개 전체에 대한 유동 해석을 수행하였고 날개-동체 페어링에 대해서는 전기체에 대한 해석을 수행하였다. Menter의 ${\kappa}-{\omega}$ SST 난류 모델이 적용된 3차원 RANS 코드를 이용하였으며 유동 해석을 실시하였다. 페어링의 형상과 유무에 따른 해석 결과를 비교하여 각각의 페어링 날개와 항공기의 항력에 미치는 영향을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제37권6호
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• pp.387-395
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• 2018

본 논문은 추진기 모형시험을 이용하여 추진기 날개 끝 보텍스 캐비테이션의 소음특성 및 추진기 캐비테이션 초생 (propeller cavitation inception) 분석에 관한 연구이다. 날개 끝 보텍스 캐비테이션은 일반적으로 추진기에서 가장 먼저 발생하는 캐비테이션으로 발생 유무에 따라 수중방사소음 수준과 특성이 달라진다. 특히 캐비테이션 초생 이후 선속이 높아짐에 따라 급격하게 소음수준이 증가한다고 알려져 있다. 그러므로 함정 추진기에서 날개 끝 보텍스 캐비테이션 발생을 지연시키는 것과 더불어 추진기 캐비테이션의 소음특성을 분석하고 캐비테이션 초생을 판단하는 것 역시 함정 및 수중무기체계의 추진기 개발에 있어 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 본 연구는 추진기 날개 끝 보텍스 캐비테이션의 발생과 성장에 따른 소음특성 변화를 분석하고 다양한 영상-소음 계측 및 분석기법을 활용하여 추진기 캐비테이션 초생 판단기법을 제시하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.233-242
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• 2023

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위하여 질량 분사를 통하여 선박의 저속 운항 조건에서 발생하는 날개 끝 보텍스 캐비테이션 제어에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 수중익 모형에 대해 질량 분사 위치와 분사량을 조절 할 수 있는 질량 분사 시스템을 제작하였으며, 이를 캐비테이션 터널 내에 설치하고 3차원 수중익으로부터 생성되는 캐비테이션의 강도에 따른 시험을 캐비테이션 제어 실험을 수행하였다. 질량 분사 위치 및 분사량에 따른 캐비테이션의 관찰과 소음 특성을 분석하기 위하여 고속 카메라와 음향 센서를 이용하여 계측하였고, 그 결과 질량 분사에 따라 특정 조건에서 날개 끝 보텍스가 억제되고 특정 주파수 대역의 소음이 저감 되는 것을 확인하였다. 날개 끝 보텍스 제어와 소음 저감 성능에 우수한 분사구 위치가 있음을 확인하였고, 일정 수준 이상의 분사량을 가질때 큰 저감 효과가 있음을 확인하였다. 질량 분사를 이용하여 날개 끝 보텍스의 강도가 약할 때 특정 조건에서 제어가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.103-111
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• 2024

축류팬은 상대적으로 저압의 유동 영역에서 유동을 수송하기 위해 사용되며, 다양한 설계 변수에 대해 설계된다. 축류팬의 날개 끝 형상은 유동 및 소음 성능에 지배적인 역할을 수행하며 이에 대한 대표적인 유동 현상으로 날개 끝에서 발생하는 날개 끝 와류와 누설 와류가 있다. 이러한 3차원 유동 구조를 제어하기 위해 다양한 연구가 수행되어 왔으며, 항공기 분야에서 날개 끝 와류를 억제하고 효율을 증가시키기 위해 윙렛 형상이 개발되었다. 본 연구에서는 에어컨 실외기용 축류팬 날개에 적용된 윙렛 형상의 영향을 분석하기 위한 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 유동 구조 및 유동 소음을 수치적으로 분석하기 위해 unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffocws-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 전산유체역학 기법에 기초하여 수치 해석하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였다. 윙렛 형상에 따른 날개 끝 와류와 누설 와류의 형성의 차이를 3차원 유동장을 통해 비교하고, 그에 따른 공기역학적 성능을 정량적으로 비교하였다. 또한, 예측 유동장을 바탕으로 소음을 수치적으로 모사하여 윙렛 형상이 유동 소음 측면에 미치는 영향을 분석하였다. 대상 팬 모델의 시제품을 제작하여 유동 및 소음 실험을 실시하여 실제 성능을 정량적으로 평가하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.215-219
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• 2021

본 연구에서는 윙렛이나 샤크렛을 장착한 비행기 날개 주위에서의 유동 해석을 하였다. 윙렛이 없는 모델에서는 공기가 날개 옆으로 흐르면서 날개 끝부분에 유동이 집중되는 것을 볼 수 있다. 윙렛이나 샤크렛이 있는 경우가 윙렛이 없는 모델보다 날개 아랫부분에 생기는 압력이 넓은 영역에서 더 낮은 압력이 발생한다. 해석 결과로서, 날개 옆으로 흐르는 공기가 주 날개 위쪽으로 넘어와 회전하는 것을 볼 수 있다. 샤크렛이 있는 모델이 그 유동 속도가 가장 빨리 흐르는 것을 알 수 있다. 샤크렛이 있는 모델의 경우에는 그 최대의 유동의 전압력이 날개의 아래쪽에 분포하여 날개의 양력이 더 향상될 수 있다고 사료된다. 그리고 항공기 날개 끝부분의 형상에 따른 공기 유동에 대한 본 연구에서의 해석 결과들은 그 융합연구에 도움이 될 수 있다고 사료된다.