• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.8
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• pp.1007-1013
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• 2013

This study aims to analyze the aerodynamics when the geometry of the turbine rotor is modified. The turbine used in this study is a small engine used in the APU of a helicopter. It is difficult to improve the performance of small engines owing to the structural weakness of the blade tip. Therefore, the improvement of the hub geometry is investigated in many ways. The working fluid of a turbine is a high-temperature and high-pressure gas. The heat transfer rate of the turbine surface should be considered to avoid the destruction of blade owing to the heat load. The SST turbulence model gives an excellent prediction of the aerodynamic behavior and heat transfer characteristics when the numerical simulations are compared with the experimental results. In conclusion, the aerodynamic efficiency is improved when a bulbous design is applied to the leading edge near the hub. The endwall loss is reduced by 15%.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.5
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• pp.442-450
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• 2011

A measurement system using stereo pattern recognition (SPR) method was configured to measure the rotor blade deformations and motions. An SPR-based measurement system was prepared using six stereo cameras. Through a series of experiments to evaluate the system measurement uncertainty, it was verified that the SPR system had less than 0.2mm standard uncertainty. The combined standard uncertainties for the lead-lag, flapping, and pitching motions were estimated as 0.296mm, 0.209mm, and $0.238^{\circ}$, respectively. The SPR system was installed at a general small-scaled rotor test system at Korea Aerospace Research Institute. The blade motions and elastic deformation were successfully measured under the conditions with rotating speeds of 360rpm or 589rpm, and collective pitch angles of $0^{\circ}$, $4^{\circ}$, or $6^{\circ}$. The advantages of the SPR system was analyzed in comparison with the measurement system used in Higher Harmonic Control Aeroacoustic Rotor Test -II.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.54-54
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• 2017

본 연구는 무인 헬리콥터의 양력을 개선하기 위한 기초 단계로서 V1505A 및 V2008B 기본 두 익형의 400 mm 블레이드 섹션에 해당하는 모델에 대한 풍동실험을 실시하여 양력, 항력 및 동력특성을 분석하고 CFD 시뮬레이션의 결과와 비교하고 검증하였다. 시뮬레이션은 풍동 실험과 유사하게 설정하기 위하여 400 mm 블레이드 섹션의 양 끝을 벽으로 제한하여 3차원 와류현상을 억제하여 모델을 구성하였고, 시뮬레이션의 결과와 비교하여 모델을 검증하였다. 사용된 모델은 로터로부터 $Re=0.32{\times}10^6$ 영역까지는 aminar 모델을 사용하였으며, 그 이후 영역역(>$Re=0.32{\times}10^6$)은 양력 및 저항의 급격한 변화를 올바로 포착할 수 있다는 S-A 모델을 적용하여 확장하였다. 시뮬레이션의 격자는 유동 현상에 있어 박리로 야기된 와류 현상을 관찰하기 위하여 익형 주변에 접하는 부분에 격자를 집중시켰다. 시뮬레이션 방법은 유속은 36~141 m/s 까지 5 수준으로 하였으며, 받음각은 $0{\sim}16^{\circ}$로 7 수준으로 변화 시키면서 공력계수 및 동력을 분석하였다. 양력분석에 있어 익형 V1505A에 비해 익형 V2008B의 특성이 우수하였으나, 익형 V1505A는 실속 이후 양력이 급격히 떨어지지 않고 유지되는 특성을 보였다. 익형 V2008B는 낮은 받음각에서 높은 공력과 낮은 항력을 나타냈다. 동력 분석 결과로 익형 V1505A의 유도동력은 총 동력의 56~72%를 차지하고, 형상동력은 총 동력의 27~43%를 차지하였다. 익형 V2008B는 유도동력은 총 동력의 66~81%를 차지하고, 형상동력은 총 동력의 18~33%를 차지하였다. 익형 V2008B이 익형 V1505A보다 유도동력은 크며, 형상동력은 적게 나와 상대적으로 효율적이라 할 수 있다. 헬리콥터 동력원의 규모는 법률적인 총중량에 의하여 제한되므로 일반적인 농용 소형 무인 헬리콥터 엔진의 사양인 24.5 kW (32PS)를 적용한다면, 익형 V1505A은 받음각 $8{\sim}10^{\circ}$에서 그리고 익형 V2008B은 $7{\sim}9^{\circ}$정도에서 받음각이 제한되며 이때 총 양력은 1200~1300 N 정도로 예상된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.40 no.4
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• pp.330-335
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• 2016

In this study, aerodynamic characteristics of the blades of a helical-type vertical axis wind turbine(VAWT) have been investigated. For this purpose, a 100-W helical-type vertical axis wind turbine was designed using a design formulae, and a 3D computational fluid dynamics analysis was performed considering wind tunnel test conditions. Through the results of the analysis, the aerodynamic power output and flow characteristics of a helical blade were confirmed. In order to validate the aerodynamic power output obtained through the analysis, a wind tunnel test was performed by using a full-scale helical-type vertical axis wind turbine. The 3D analysis technique was validated by comparing its results with those obtained from the wind tunnel test.