• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.40-46
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• 1999

풍력발전용 회전날개의 공력성능과 시동특성은 정격출력 및 운용방법 등의 전체적인 시스템 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서, 풍력발전용 회전날개를 설계한 경우 공력성능과 풍속 및 깃각에 따른 시동특성은 반드시 검토되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 수평축 풍력발전용으로 개발된 회전날개의 공력성능을 해석하기 위한 프로그램을 개발하였으며, 타당성 검증을 위해 상용화 되어있는 회전날개의 공력성능해석을 수행한 결과 회사측에서 제시한 실험치와 잘 일치함을 확인하였다. 또한 개발된 공력 해석 프로그램을 바탕으로 시동특성 해석 프로그램을 개발하여 분석한 결과 우리나라와 같이 저풍속에서 운용되는 풍력발전기에는 가변깃각 제어방식이 유리함을 확인하였다.

• 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.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권9호
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• pp.708-713
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• 2013

한국항공우주연구원(KARI)은 고고도 전기추진 장기체공 무인기(EAV-3)를 개발하고 있는 중 이다. 우선 고고도 상승 기술 시연을 위한 축소형 비행체 EAV-2H를 개발하였고 EAV-2H로 초도 비행시험을 수행한 결과 측풍에 대한 방향 안정성 및 조종성의 향상이 요구되므로 Advanced Aircraft Analysis(AAA)를 이용한 수직 꼬리날개와 방향타의 재설계를 진행하였다. 방향 조종성을 개선하기위해 방향타의 크기를 기존의 평균 방향타 시위대 수직 꼬리날개 시위 $C_r/C_v(%)=30$을 $C_r/C_v(%)=60$로 늘려 EAV-2H가 가지는 측풍에 대한 방향 조종성(${\beta}(deg)=25^{\circ}$, $v_1(m/sec)=3.54$)을 개선하였다. 또한, 측풍에 의해 발생하는 측력(side force)의 영향을 최소화하기위해 EAV-2H의 수직미익 크기를 기존 대비 15% 줄여(최소한의 방향 안정성 확보, $Cn_{\beta}=0.0588rad^{-1}$), $C_{y_{\beta}}$는 15% $C_{y_r}$는 22% 감소시킴으로써 측풍이 EAV-2H에 미치는 영향을 최소화 하였다. 설계된 EAV-2H의 꼬리날개의 성능은 비행 시험을 통해 검증하였고 그 결과를 적용하여 고고도 장기체공 전기추진 무인기(EAV-3)의 꼬리날개를 설계하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.375-380
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• 2007

연구에서는 주파수 영역 패널법을 이용하여 조종면이 있는 날개의 비선형 공력특성을 해석하였다. 날개의 비선형 공력특성을 해석하기 위해 반복적 캠버변형 기법을 도입하였다. 캠버변형 기법은 기지의 에어포일 공력특성을 이용하여 날개의 비선형 공력특성을 해석한다. 날개의 한 단면에서의 에어포일 캠버변형이 날개의 다른 단면에 미치는 영향은 다차원 뉴턴 반복법을 사용하여 고려하였다. 해석결과를 실험값과 비교하여 본 방법의 유효함을 보였다. 본 방법은 많은 계산 자원을 요하지 않으면서 신속하게 날개의 비선형 공력특성을 예측할 수 있어 항공기 설계 초기 단계에서 유용할 것으로 생각된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.390-396
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• 2007

본 연구에서는 새의 날개운동을 모사하기 위하여 스마트 재료를 이용한 플래핑 날개를 설계 및 제작하였다. 날개는 복합재료 프레임과 유연한 PVC 표피 그리고 표면 작동기로 구성되어 있으며, 주요 날개운동으로서 날갯짓, 비틀림 그리고 캠버 운동을 선정하였다. 날개의 캠버를 변화시키기 위하여 Macro-Fiber Composite를 표면작동기로서 적용하였으며, 압전-열 관계식을 이용하여 MFC의 구조 응답을 해석하였다. 양력과 추력을 동시에 측정하기 위하여 두개의 로드셀로 구성된 시험대를 제작하였으며, 공기역학적 특성을 평가하기 위하여 풍동실험을 수행하였다. 실험결과로부터 주요 양력은 기체의 전진속도와 피치각에 의존되며, 추력은 날갯짓 주파수에 의존됨을 확인하였다. 또한 MFC 작동기를 이용한 캠버효과를 통하여 정적조건에서 24.4%와 동적조건에서 20.8%의 충분한 양력증가를 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.11-16
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• 2006

충격파관을 이용하여 NACA와 이중쐐기 날개 주변의 천음속 유동에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 벽면효과와 반사충격파의 영향을 최소화하기 위해 슬랏벽과 챔버를 가지는 실험부가 설계되었으며 이를 통해 충격과관을 비교적 높은 레이놀즈수의 천음속 유동을 발생시키는 간단하고 경제적인 풍동장치로 이용하고자 하였다. 열기류 마하수 0.80~0.84, 레이놀즈수 약 $1.2{\times}10^6$ 받음각 $0^{\circ}$ 와 $2^{\circ}$의 유동 조건에서의 천음속 날개 유동은 섀도우그래프법에 의해 가시화되었다. 날개 주변의 충격파 분포는 기존의 일반 천음속 풍동 실험의 결과와 비교되었다. 실험결과는 본 실험에 사용된 충격파관은 실험 마하수 범위와 날개에 대해 천음속 풍동으로서의 유효한 성능 특성을 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.12-21
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• 1997

무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가지고 있다. 본 연구에서는 500㎾급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 500㎾를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공진 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.21-31
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• 2019

항공 산업의 발전에 따라 항공사의 기업 이미지에 대한 중요성도 나날이 커지고 있다. 항공기는 항공사의 기업 이미지를 전달해줄 수 있고, 또 국가 이미지를 전달하는 작용도 한다. 국가브랜드 건설을 통해 국가 이미지 제고를 위한 식별도와 인지도를 얻을 수도 있다. 이 때문에 자국이나 다른 나라의 국가브랜드 이미지를 활용해 부가가치를 높이는 항공사가 늘고 있다. 향후 항공기 도장 디자인의 꼬리날개 그래픽 디자인을 통해 국가브랜드 인지도를 더 잘 구현할 수 있어야 한다. 본 논문은 글로벌 3대 얼라이언스 멤버 사의 꼬리날개 그래픽을 대상으로 하고 있으며, 항공기 도장 디자인의 꼬리날개 그래픽 요소와 국가브랜드 인지도의 상관성을 검토하였다. 첫 번째로, 이론적 연구를 통해 항공기 도장 디자인의 꼬리날개 위주의 그래픽 요소, 전체적인 컬러 요소, 항공기 동체의 전체적인 장식과 조합 요소를 요약하였다. 두 번째로, 선행 연구를 통해 관련 가설을 제시하고 설문지를 설계하였다. 다음으로 항공기 이용 승객을 대상으로 설문 조사를 하여 SPSS 회귀 분석 방법을 통해 데이터를 분석하고, 각 경제적 상황과 지역문화에서 발전된 꼬리날개 그래픽이 국가브랜드의 인지도에 미치는 상관성을 분석하였다. 데이터 분석 결과, 그 상관성이 강한 것으로 나타났다. 향후 꼬리날개 그래픽 디자인에 선진국의 꼬리날개 그래픽 디자인 형식이나 같은 대륙의 유명 국가의 항공기 꼬리날개 그래픽 디자인 형식을 참고하여 국가 특유의 요소를 활용하여 꼬리날개 그래픽 디자인을 한다면, 이를 통해 국가브랜드의 인식도를 높일 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권8호
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• pp.24-32
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• 2006

결정론적인 최적 설계 방법을 이용하는 경우 불확실성의 영향으로 인하여 제약조건의 위반이나 목표 성능의 저하를 초래할 수 있다. 이러한 까닭에 불확실성하에서 제약 조건에 대한 신뢰성을 보장하고 목적함수의 강건성을 확보하는 설계가 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 강건성과 신뢰성을 평가하기 위하여 Monte Carlo Simulation(MCS)을 이용하였으며, 계산 효율의 증가를 위하여 MCS에 적합한 근사모델을 선정하는 과정을 거쳐 신경망 모델을 채택하게 되었다. 이를 공력-구조가 연동된 항공기 날개 설계 문제에 적용하여 봄으로써 그 가능성을 타진하였다. 불확실성을 고려한 최적 설계를 수행한 결과 요구되는 신뢰도 수준을 만족시키면서 baseline보다 강건한 최적해를 탐색하는 것이 가능하였다.