• 대한기계학회논문집B
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• 제24권5호
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• pp.652-659
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• 2000

The purpose of this study is to present the most effective numerical scheme to calculate the unsteady flows. In order to calculate the flow quantities of flow past a circular cylinder, Three-time level and five convective schemes are applied to unsteady and convective terms, respectively. The values obtained are compared with those from the existing experimental and numerical studies. At Reynolds numbers up to 160, time intervals can be expanded 10 times of Implicit Euler scheme using Three-time level method, and it is found that QUICK and CUI schemes work much stable than others even if less grid density conditions. The combination of Three-time level and QUICK scheme gives high resolutions for laminar unsteady problems with PC level.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권5호
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• pp.368-375
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• 2018

본 연구에서는 부유식 플랫폼의 6자유도 방향으로의 주기 운동이 로터 공력 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 부유식 해상 풍력터빈에 대한 공력 해석이 수행되었다. 수치 해석을 위해 블레이드 요소 운동량 방법을 이용하였으며, 유동 박리와 후류 영향에 의한 비정상 공력 효과를 포착하기 위해 인디셜 응답 방법에 기반한 동적 실속 모델을 이용하였다. 로터에 의해 유도되는 내리 흐름은 운동량 이론과 난류 후류 상태에 대한 경험적 모델을 연계하여 계산하였다. heave, sway, surge 방향으로의 병진 운동과 roll, pitch, yaw 방향으로의 회전 운동을 포함한 플랫폼 주기 운동을 고려하였으며, 각각의 모션은 사인함수 형태로 적용되었다. 수치해석을 위한 대상 풍력터빈으로는 NREL 5MW 풍력터빈이 사용되었다. 해석 결과로부터 세 방향 병진 운동 모드 중, surge 운동 시 로터 공력 변화가 상대적으로 크게 나타났으며, 회전 운동 모드의 경우, pitch 운동에 의해 로터 공력이 크게 변화됨을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.868-874
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• 2007

정지비행시의 헬리콥터 로터 모형의 블레이드의 피치각 변화가 소음방사에 미치는 영향을 수치해석을 통해 파악하였다. 공력 자료는 비정상 패널법과 경험후류 방법을 이용하여 구하였으며, $0^{\circ}$에서 $9^{\circ}$까지 등간격으로 $1.5^{\circ}$ 씩 피치각을 증가시키면서 블레이드 표면상의 공력 하중 분포를 얻어내었다. 수치해석을 통해 얻어낸 두께 소음은 피치각에 무관한 결과를 보였으나, 하중소음은 피치각이 $1.5^{\circ}$ 씩 증가할 때 마다 대략 3~4dBA정도로 소음의 세기가 증가하는 경향을 보였으며, 이정도의 증가분은 소음이 더 커졌음을 감지할 수 있는 충분한 크기라 할 수 있다. 또한 하중소음의 방향성 결과로부터 블레이드의 윗면 보다는 아랫면에서의 소음의 세기가 더 크게 나옴을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.16-22
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• 2004

지면엔 근접한 사각주 후면에서 발생하는 비정상 와류 배출은 지상 운송체, 교량, 건물 등의 항력 증가뿐 아니라, 동안정성에도 큰 영향을 미친다. 비압축성 평균 Navier-Stokes 방정식에 수정된 ${\varepsilon}-SST$ 난류 모델을 적용하여 사각주 하부와 지면과의 간극 유동을 해석하였다. 사각주 후류에서 와류가 발생하는 경우에는 간극에서의 평균 최대 속도가 억제된 경우에 비하여 높으며, 또한 최대 속도의 위치 또한 사각주 하부에 근접한 것을 확인하였다. 본 연구에서는 사각주 하부에 수평, 수직의 펜스를 설치하는 수동 제어기법을 적용하여 사각 주 후류의 와류 배출용 억제할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.808-813
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• 2012

본 연구는 정방형주의 후류측으로 분리된 분할판(Detached splitter plate)을 설치한 경우 정방형주의 항력저감특성을 분할판의 폭과 정방형주 후면에서부터 분할판까지의 간격을 변수로 하여 양 항력측정 실험으로 파악한 것이다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 양 항력의 시간변화를 측정해 본 결과 정방형주의 후류측에 분리된 분할판을 설치한 경우가 본래의 정방형주에 비해 양력의 진폭이 대폭 감소했다. 분할판의 폭비를 고정시킨 경우 정방형주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 같은 간격비에서는 분할판의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 컸으며, 폭비 H/B=1.5, 간격비 G/B=0.5에서 최대 24.2%의 항력감소율을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.662-669
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• 2012

생체 모방형 초소형비행체의 설계 파라미터를 해석하기 위해 플래핑 날개의 공력특성에 관한 가로세로비의 효과가 조사되었다. 실험 모델은 4절 링크로 구성되었으며, 낮은 레이놀즈수 조건을 갖는 수조 내부에서 구동되었다. 미세힘 측정용 방수 로드셀이 제작되어 아크릴로 만든 날개의 뿌리에 설치되었다. 날개 형상은 초파리의 날개 모양을 기준으로 하였다. 선택된 가로세로비는 각각 1.87, 3.74, 7.48이었으며, 레이놀즈수는 $10^4$에 고정되었다. 가로세로비 1.87과 3.74에서는 후류포획과 같은 비정상효과를 나타내는 뚜렷한 양력 피크가 스트로크 초기에 관찰되었다. 그러나 가로세로비 7.48의 경우 상기 비정상 효과는 관찰되지 않았다. 이러한 물리적 특징은 후행회전인 경우에서도 동일하게 관찰되었다. 이와 같은 결과는 MAV 설계에 적용할 수 있는 곤충 모방형태의 플래핑 날개인 경우 높은 가로세로비의 날개가 향상된 공력성능을 제공한다는 것을 의미한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.98-103
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• 1992

고정된 가이드 패널 뒤에 설치된 실제 형상의 3차원 제어판 모델이 균일유동 하에서 작동될 때, 제어판이 받는 토크의 정적 특성과 동적 특성에 대하여 풍동실험을 통해 연구하였다. 제어판이 가이드 패널에 의한 후류에서 작동되면 각도에 따른 토크의 증가는 적으며, 일정한 범위를 지나면 토크계수는 각도에 선형적으로 증가한다. 실험이 수행된 속도 범위 내에서는 토크계수는 속도에 따라서 변화가 거의 없었다. 토크계수가 영이 되는 중립각도의 크기가 영각에 따라서 증가하며, 영각의 절반 정도이다. 비정상 토크계수는 정상상태에 대하여 히스테리시스를 보이며, 풍속이 증가할수록 다소 커진다. 히스테리시스는 각속도가 증가할수록 증가하고, 각속도가 5.5rad/s 보다 적은(reduced frequency, $k={\omega}c/z\;V_0$의 값은 0.035) 경우에는 준정상 상태라고 할 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.45-56
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• 1994

2차원 수중익 주위의 비선형 자유표면 유동을 시간영역에서 시뮬레이션할 수 있는 수치해법이 개발되었다. 본 수치해법은 고차 스펙트럴법과 경계요소법을 조합한 스펙트럴/경계요소법(spectral/boundary-element method)이며, 자유표면은 고차 스펙트럴법에 의해 그리고 수중익과 후류 보오텍스는 경계요소법에 의해 다루어 진다. 본 방법은 자유표면과 수중익의 비선형/비정상 상호작용문제에 폭넓게 적용될 수 있으며, 특히 스펙트럴법을 사용하므로 자유표면 유동을 매우 효율적으로 다룰 수 있다. 적용예로 정지상태에서 출발하여 자유표면 근처에서 균속 전진운동 또는 전진 및 동요운동을 하는 경우가 다루어 졌고, 자유표면파와 동유체력에서의 비선형/비정상 효과들이 보여지고 있다. 비정상해의 특수한 경우로 얻어지는 정상상태의 계산결과들이 다른 이론 또는 실험결과들과 비교되었으며, 좋은 일치를 보이고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권6호
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• pp.757-770
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• 1998

A Navier-Stokes code with a low Reynolds number k-.epsilon. turbulence model was tested to investigate its predictability for the unsteady transitional boundary layer flow due to rotor-stator interaction. A preliminary calculation with three different numbers of time steps 300, 600, and 1000 for a rotor wake passing period was carried out to see the effects of time steps on the unsteady flow and pressure fields due to rotor-stator interaction. Numerical solutions showed that unsteady pressure was much more sensitive to the number of time steps and over 600 time steps should be used to get a numerical solution independent of the number of time steps for a rotor wake passing period. The original low Reynolds number k-.epsilon. turbulence model showed very poor prediction of the unsteady transitional boundary layer flow due to rotor-stator interaction. This was due to the excessive production of turbulent kinetic energy near the leading edge. A modification suggested by Launder was incorporated and the modified model captured well the wake induced transitional strip. Present solutions also showed improved prediction over previous Euler/boundary layer solution in terms of the onset of unsteady transition and its extent.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권6호
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• pp.771-787
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• 1998

A Navier-Stokes code with a modified low Reynolds number k-.epsilon. turbulence model was used to study the unsteady transitional boundary layer flow due to rotor-stator interaction. The modification, proposed by Launder, to improve prediction of stagnation flows was incorporated to the low Reynolds number k-.epsilon. turbulence model by Fan-Lakshminarayana-Barnett. Numerical solution is shown to capture well the calmed laminar flow as well as the wake induced transitional strip due to rotor-stator interaction and shows improvement, in terms of onset of transition and its length, over previous Euler/boundary layer solution. The turbulent kinetic energy shows local maximum along the upstream rotor wake in the wake induced transitional strip and this characteristics is observed untill the end of transition. The wake induced strip also shown apparent even in the laminar sublayer as the upstream rotor wake penetrates inside the boundary layer.