• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.37-37
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• 2000

복합재료는 높은 무게비 강도 및 강성뿐만 아니라 우수한 재료 특성 때문에 경량화와 구조적 안전성이 요구되는 항공기의 구조재로서 사용이 증대되고 있다. 소형 민용항공기는 구조적 안전성과 함께 제작과 정비, 유지보수의 용이성이 중요시된다. 본 연구에서는 복합재료를 구조재로 사용하였을 때의 성능변화와 경량화 등을 검토하기 위하여 기존의 알루미늄 합금을 이용하여 설계된 소형 프로펠러 경항공기 날개의 구조재로서 복합재료를 사용하여 재설계하였다. 날개의 기본 구조는 스킨, 스파, 웹으로 구성된 상자형 단면으로 설계하였으며 날개의 구조재로서 탄소/에폭시를 사용하여 상용 유한요소해석코드인 NISAII를 이용하여 굽힘, 좌굴 등의 응력해석을 수행하였고 기존 설계된 날개와의 성능비교를 위하여 알루미늄 합금으로 설계된 날개를 모델링하여 해석한 결과와 비교하였다. 비교결과 구조재로 탄소/에폭시를 사용하여 설계된 날개가 무게비 성능면에서 더 우수함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.38-38
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• 2000

풍력 발전용 회전 날개는 대형화되면서 종래의 목재나 금속재료로는 구조적 강도, 강성 및 피로수명, 경제성 등을 만족하지 못하게 되었고, 이를 보완하기 위해 복합재료의 사용이 불가피하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 국내업체에서 생산하여 그 물성이 입증된 E-glass/Epoxy 복합재료를 사용하여 국내 기상조건에 적합한 풍력발전용 회전날개를 개발하였다. 그러나, 개발된 회전날개는 국내 기상조건에 적합하도록 설계된 것으로서 해외로 수출할 경우 국내보다 풍속이 큰 지역에서는 구조적 안정성 및 피로수명을 만족할 수 없게 된다. 즉, 개발된 회전날개의 외국시장 진출을 위해서는 국제규격에 따른 하중의 정의와 구조설계의 개선이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 IEC 1400-1의 국제규격을 검토하여 이를 만족하도록 회전날개의 구조설계를 수행하였다. 그 결과 국제규격에 명시된 강도 및 피로수명을 만족하는 구조설계 결과를 얻을 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.175-182
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• 2011

100인승 이하의 쌍발 터보프롭 항공기의 날개 형상에 대한 최적 설계를 수행하였다. 최적설계는 2단계로 이뤄져 있는데 먼저 꼬리날개의 높이에 대한 방향안정성을 분석하였고 방향 안정성을 갖는 높이에 대해 순항조건에 대해 항력을 최소로 하는 날개의 최적형상을 결정하였다. 방향안정성 분석은 Vorstab를 통해 이뤄졌고, 최적형상은 Piano를 활용하여 결정하였으며 공력해석은 점성을 고려한 Fluent 코드를 활용하였다. 최적설계 결과 약 10 count의 항력을 감소하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.70-78
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• 2018

탄소섬유 복합재료를 적용하는 일체형 접이식 날개 개발에 대한 연구를 수행하였다. 설계 요구조건을 검토하고 상용 소프트웨어를 적용한 최적설계기법을 통해 복합재료 날개 설계를 실시하였다. 복합재료 제조공정인 핫프레스, 펄트루전, 오토클레이브를 평가하고 성능과 비용을 고려하여 일체형 날개제작에 가장 적합한 다중공정을 결정하였다. 설계개념 확정을 위해 두 차례의 설계개발시험으로 제작공정을 검증하고 구조해석을 통해 복합재료 날개의 강성과 강도를 예측하였다. 시험하중을 먼저 산출하고 양쪽 날개를 대상으로 설계제한하중과 설계극한하중에 대한 정하중 구조시험을 수행하였다. 그 결과, 시험의 각 평가기준을 만족하였으며 일련의 구조해석과 시험을 통해 구조안전성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.145-152
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• 2011

일반적으로 교량의 교대 날개벽 설계를 위한 해석은 날개벽을 4개의 구역으로 나누고 이를 1차원 캔틸레버 구조로 간략화하여 단면력을 산정하는 방법이 실무에서 관례적으로 사용되고 있다. 이러한 간편법은 수계산에 의존하던 때에 만들어진 일본 규정으로 국내 도로교설계기준에 채택되어 개정없이 계속 사용되어지고 있다. 본 연구에서는 불합리한 교대 날개벽의 단면력 산정법을 개선하기 위해서 날개벽을 단순 캔틸레버 해석이 아닌 실제에 가까운 2변 고정 판구조로 해석하여 현 도로교설계기준의 단면력과 비교 분석을 실시하였다. 또한 해외의 날개벽 단면력 산정법을 조사 분석하여 국내의 규정과 비교하였다. 본 연구에서 제시한 날개벽의 가용 매개변수 범위 내에서 유한요소 해석을 실시한 결과, 현 도로교설계기준의 간편법에 의한 단면력은 날개벽 형상에 따라 때로는 안전측이지만 때로는 비안전측인 결과를 나타내고 있어 실제의 단면력을 반영하지 못하는 것으로 분석되었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제1권1호
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• pp.145-153
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• 1998

천음속 날개꼴의 수치최적화 설계에 있어서, 하나의 흐름조건에 의해 설계된 날개꼴의 공력특성은 다른 흐름조건에서 나쁜 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 실용적인 날개꼴의 설계를 위해서 multi-point 수치최적화 설계능력은 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 Navier-Stokes 방정식 흐름해석 코드와 feasible direction 최적화 알고리즘을 이용하여 two-point 수치최적화 설계를 수행하였으며, 가중치가 수치최적화 설계에 주는 영향을 분석하고 비교하였다. 그 결과로서 two-point수치최적화 설계된 날개꼴이 두 흐름조건의 주변영역에서 동시에 요구 공력특성을 만족시키며, 가중치가 큰 방향으로 최적화 설계됨을 확인하였다.

• 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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• 제12권6호
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• pp.28-35
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• 1993

팬소음은 설계변수들과 관계가 있으므로 본 논문은 실험적 방버벵 의하여 팬소음과 설계변수의 관계를 고찰하였다. 설계변수는 팬소음에 특히 영향이 큰 날개수, 날개각도, 날개끝 간극을 선택하였으며 새로운 설계변수로서 동익과 정익간의 간극과 흡입구 길이를 고찰하였다. 본 논문은 팬소음에 대한 관련된 이론을 정리하였으며 축류형 팬의 고효율 저소음 설계를 위한 방안을 제시하였다. 흡입구 길이, 날개끝 간극, 동익과 정익간의 간극등의 설계변소를 변경하여 실험한 결과 이들 설계변수들의 조정에 m이하여 축류형 팬의 고효율 저소음화를 이룰 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.471-478
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• 2018

본 연구에서는 복합재 날개 구조물에 손상허용설계를 적용하고 이를 입증하기 위한 정하중 시험을 수행하였다. 복합재 날개 구조의 정적강도를 입증하기 위하여 5 조건의 설계 제한하중 시험과 3 조건의 설계 극한하중 시험을 수행하였다. 그 다음으로 손상허용 설계를 입증하기 위하여 관련 규정에 따라서 복합재 주익 주요 취약부위에 BVID 10개, Open hole 11개를 생성 후, 설계 극한하중 시험과 파단시험을 실시하였다. 날개 주요 부위의 변위 및 변형률 시험 결과는 구조해석 결과와 비교적 잘 일치하였으며, 파단시험의 최초 파단부위도 최소안전여유를 갖는 부위에서 발생하여 구조해석 모델 및 강도평가 결과가 실제 구조의 정적 거동과 유사함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.39-39
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• 1998

본 연구는 500KW급 수평축 풍력발전기용으로 개발된 회전날개의 시제품 제작에 앞서 축소모델에 대한, 이론적으로 예측된 공력성능과 신축에 의한 공력성능을 비교 검토함으로서, 설계결과를 검증하고, 필요한 경우 설계를 보완하여 개발위험도를 최소화하기 위해 수행되었다. 시험모델의 크기는 실제의 5%로서 직경이 2.1m이며 날개의 시위길이는 0.2r/R에서 0.101m, 날개끝에서 0.043m 이고, 날개단면형 상온 FX-S-03-182이다. 블레이드의 재질은 Glass/Epoxy 복합재료로 제작되었으며, 실제 풍황을 모사하기 위해 자연풍 상태에서 실험하였다. 실험장치의 구성은 15m 높이의 타워에 회전날개와 전자브레이크 및 각종 센서를 장착하였고, 날개가 회전하기 시작하면 제동장치에 의해 부하를 주면서 토크, 회전수, 풍속 등을 각각의 센서로부터 자료획득장치를 통해 자료처리를 할 수 있도록 하였다. 실험하는 동안 풍속은 4m/s-13m/s 정도로서 시동 풍속인 4m/s와 정격풍속인 12m/s를 포함하여 회전날개의 전체적인 특성을 파악하기 용이하였고, 이론적인 예측성능과 측정된 성능을 비교 검토한 결과 비슷한 결과를 얻어 공력설계 및 해석 방법을 검증하였다.