• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제5회(2016년)
• /
• pp.554-559
• /
• 2016

본 논문은 EDISON CFD를 사용하여 스포일러가 장착된 무미익 BWB UCAV에 대하여 이차원 유동해석을 수행하였다. 무미익 형상은 일반적인 항공기보다 롤과 요 방향의 안정성과 조성성에 있어 불리한 특징을 갖는데 특히 이 착륙 시 고 받음각의 영역에서 발생하는 Pitch-up 현상이 항공기 안정성에 문제를 야기한다. 수직 미익 부재와 pitch-up 현상으로 인한 BWB형상의 UCAV가 지니는 단점을 보완하기 위해서 스포일러가 장착된 형상이 적용되기도 한다 본 연구에서는 윗면과 아랫면에 스포일러가 장착된 경우에 대해 전산유동해석을 수행하였다. 해석결과 윗면의 스포일러는 양력의 감소와 항력의 증가를 야기했으며, 아랫면의 스포일러는 양력과 항력을 모두 증가시켰다. 피칭모멘트의 경우 아랫면의 스포일러가 저받음각에서 안정성을 증가시켰다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.183.2-183.2
• /
• 2010

본 개발에서의 해상용 풍력발전기는 크게 허브와 블레이드를 합한 상부 구조물, 전기 발전기와 연결 조인트의 중간구조물, 각종 제어 장치가 들어있는 제어박스로 나누어진다. 상부 구조물은 Circular Hub 타입의 Darrieus 형상으로 양력(lift)을 이용한 회전력이 발생하며, Circular Hub 타입은 기존의 허브와 블레이드를 연결하여주는 암(arm)에 의해 유발되는 항력토크를 최소화 하기 위한 신개념 형상설계가 이루어 졌으며, 저속에서 우수한 회전특성을 가진다. 이는 바람을 받아 기계적 에너지로 전환 하는 역할을 하며, 풍력발전기의 성능에 직접적인 영향을 미친다. 중간구조물의 전기발전기는, 상부에서 발생된 기계적 에너지를 이용하여 전기적 에너지로 전환 하는 역할을 수행한다. 이렇게 전환된 전기적 에너지는 하부의 제어박스를 거쳐서 해상용 부이(buoy)의 하단에 위치한 베터리 뱅크로 전달, 저장되어 부이에서 쓰이는 전력을 충당하게 된다. 한편 본 개발은 풍력발전기의 공력하중 해석과 로터블레이드의 설계, 풍력발전기의 구조, 진동해석, MPPT 제어컨트롤러와 Breaking controller, 풍동 및 차량시험을 통한 성능평가 및 분석 등의 순으로 개발을 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.61.1-61.1
• /
• 2011

풍력 터빈은 복잡한 바람 조건에 노출되어 운용 되는 시스템으로서 경제성과 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 조건하에서 시스템에 작용하는 정확한 공력 하중 예측이 필요하다. 여러 조건 중에서도 요에러는 풍향이 수시로 바뀌기 때문에 피할 수 없는 비정상 유동 중에 하나이다. 본 연구에서는 이러한 요에러 발생시 공력 하중예측을 적절히 예측하기 위해서 와류 격자 기법을 기반으로 하는 비선형 와류 보정기법을 적용하였다. 비선형 와류 보정기법은 실속 이후의 공력 예측을 위해 기지의 공력 테이블을 이용하는 방법으로서 실속 이후의 공력 테이블 값의 양력과 와류 격자 기법에서의 양력 값이 일치하도록 순환(circulation)을 분포시키는 기법이다. 또한 요에러시에 발생할 수 있는 동적 실속을 계산하기 위해 Beddoes-Leishmen 동적 실속 모델을 비선형 와류 보정 기법에 적용하는 연구를 수행하였다. 요에러시 공력 하중 예측에 관한 수치해석 기법 연구의 적절성을 알아보기 위해 NREL-Phase VI Rotor 실험 결과와 비교 하였다. 그 결과 기존의 여타의 기법들과 비교하여 본 연구에서 제안한 기법의 적절성을 확인 할 수 있었다. 앞으로 본 연구를 바탕으로 다양한 비정상 공력 조건에 대한 풍력 블레이드의 공력 하중 해석에 대해 수행할 계획이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.10-17
• /
• 2007

Part 1에서 수행된 검정금파리의 “8자 운동”에 대한 해석결과는 와류들이 양력과 추력발생에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 곤충날개에서 발생되는 공기역학적 힘은 레이놀즈수와 같은 공기역학적 요소와 더불어 진동수, 운동진폭, 운동성분 등과 같은 운동학적적 요소들 또 날개의 형태 및 개수등과 같은 형태학적 요소들에 따를 것으로 생각된다. 본 연구에서는 레이놀즈수, 진동수 그리고 운동성분에 따른 양력과 추력발생을 고찰함으로써 이들이 공기역학적으로 어떤 영향을 미치는가를 조사하였다. 이로써 part 1의 결과를 물리적으로 좀 더 상세하게 설명할 수 있는 근거를 찾고자 하였다. 해석결과 “8자 운동”을 구성하는 운동성분 중 회전운동이 추력발생에 지배적인 역할을 하고 있었으며, 또한 추력발생은 반시계 방향의 회전순환과 깊은 관련이 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.6641-6646
• /
• 2015

배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 가스터빈에서 나온 고온의 배기가스가 흐르게 된다. 이러한 유체의 흐름으로 인해 전열관군에서 시간변화에 따라 양력의 변동이 발생하는데 이에 따라 유동 유발 진동이 발생한다. 이러한 진동이 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fU/U의 함수로 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 실험적 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 유동 유발 진동 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 기존 연구에서 실험에 사용한 전열관군에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 전열관군에서의 양력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 전열관군에서 양력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 전열관군에서의 PSD 특성을 정립하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.613-618
• /
• 2019

열교환기에서 유동 유발 진동은 배관의 파손을 유발할 수 있어서 열교환기의 구조 안정성을 위해 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 본 연구는 단일 원관에서 입구의 유속이 일정한 경우와 주기적인 변동이 있는 경우에 대하여 시간에 따라 원관 주위에서 와류의 생성, 발달 및 분리 특성을 비교 분석하고 양력과 항력의 시간 변화 특성과 PSD 특성을 살펴보아 단일 원관에서 전방류의 주기적인 속도 변동에 따른 유동 특성을 규명하였다. 일정 입구 유속의 경우는 잘 알려진 칼만 와류 분포를 보여 주었으며 원관의 상하에서 교대로 와류가 발생, 성장, 분리하는 것을 관찰할 수 있었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 원관의 상하에서 동시에 와류가 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 일정 입구 유속의 경우는 양력의 PSD 크기가 항력에 비해 약 500배 컸으며 주파수는 31.15 Hz이며 항력은 2배인 62.3 Hz로 나타났다. 주기적인 입구 유속의 경우는 항력의 PSD가 양력보다 약 500배 컸으며 주파수는 입구 유속의 주파수와 동일하게 15.57 Hz이며 양력의 주파수는 일정 입구 유속과 같은 칼만 와류 주파수인 31.15 Hz로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권9호
• /
• pp.753-760
• /
• 2007

3-D 날개짓 운동은 왕복운동과 회전운동으로 구성된다. 3-D 날개짓 운동은 왕복운동하는 동안 날개 길이방향의 유동이 발생된다. 또한 각각의 왕복운동의 끝에서 날개 회전에 의하여 회전에 의한 순환이 발생한다. 본 연구에서는 날개 길이방향 유동과 날개 회전이 3-D 날개짓 운동의 공기역학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 3-D 날개짓 운동과 2-D 병진운동을 비교하였다. 각각의 날개짓 운동에서 받음각과 레이놀즈수에 따라 공력을 측정하였다. 2-D 병진운동의 공력이 3-D 날개짓 운동의 공력 보다 크다. 하지만 3-D 날개짓 운동시 발생되는 양력은 왕복운동의 중반부에서 받음각 $50^{\circ}$까지 증가하였고 2-D 병진운동시 발생되는 양력은 받음각 $30^{\circ}$이상에서 감소하였다. 또한 각각의 왕복운동의 끝에서 날개 회전에 의하여 공력이 급격하게 증가하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권8호
• /
• pp.55-62
• /
• 2006

본 논문에서는 단일층 압전 작동기로 구동되는 곤충 모방 날갯짓 기구의 실험적 평가의 결과를 제시하였다. 변위 증폭기구의 연결막대 길이와 힌지 위치를 조절하여, 말벌류 곤충의 상향 날갯짓 끝에 발생하는 날개 겹침 (clap)을 모방할 수 있도록 하였다. 또한, 실제 곤충 날개의 단면이 지그-재그형인 것을 모방한 날개를 제작하여 부착하였다. 이 두 가지 추가적인 고안으로 인하여 본 날갯짓 기구는 이전 날개에 비하여 면적이 절반 밖에 되지 않음에도 불구하고 더 큰 양력을 발생할 수 있었다. 본 연구에서는 날개의 겹침, 지그-재그형 단면, 인가전압 파형이 양력 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 최종적으로는 디지털 고속카메라를 이용하여, 개선된 날갯짓 기구가 상향 날갯짓과 하향 날갯짓에서 와류를 발생함을 확인하였다.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.27-34
• /
• 1989

부분 캐비티가 발생한 2차원 수중익 문제를 해결하기 위하여 포텐시얼을 기저로 한 양력판 이론이 정식화 되었다. 본 이론은 수중익 표면에 다이폴과 쏘오스를 분포함으로써 각각 양력 및 캐비티 문제를 표현하고 있다. 날개표면의 접수부에서의 운동학적 경계조건은 날개의 내부유동에서의 전체 포텐시얼이 영이 된다는 대등한 조건으로 만족되었다. 캐비티 표면에서의 역학적 경계조건은 압력이 일정하다는 즉 속도가 일정하다는 조건을 거쳐 포텐시얼이 선형적으로 변한다는 조건으로 대치되었으며, 운동학적 조건은 특이함수의 세기가 결정된 후에 적분에 의하여 캐비티의 형상을 구하는데에 사용되었다. 따라서 Green 정리를 사용하면, 속도를 기저로 하는 통상적인 정식화가 아닌, 포텐시얼을 기저로 한 경계치 문제가 완성된다. 또한 수중익의 정확한 표면에 특이함수를 분포함으로써, 날개두께가 영인 수중익 신경 이론에 비하여, 날개표면에서의 압력분포의 정도를(특히 날개 앞날부근에서) 향상시켰다. 본 이론에서는 캐비티 길이를 가정하고 이에 대응하는 캐비티의 모양과 캐비테이션수를 계산하였다. 계산정도의 향상을 위하여 약 5회정도의 반복계산이 필요하지만 공학적 목적을 위해서는 2회의 반복계산이 충분함을 보였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권3D호
• /
• pp.223-229
• /
• 2012

도로 포장면과 타이어 사이의 마찰 저항을 미끄럼 저항이라고 한다. 미끄럼 저항은 도로 안전에 매우 중요한 요소이며, 다양한 요인이 복합적으로 작용한다. 미끄럼 저항 측정법의 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 모델링을 이용한 해석 수행 결과, 속도가 증가하거나 수막두께가 두꺼울수록 미끄럼 저항은 감소하였다. 해석 결과를 이용해 수막두께와 속도에 따라 수막 위를 주행하는 타이어에 발생하는 양력을 계산할 수 있으며, IFI(International Friction Index) 미끄럼 저항 예측모델과 실측 미끄럼 저항과의 차이를 줄이기 위해 양력을 반영한 수정 IFI 미끄럼 저항 예측모델을 개발하였다. 예측모델과 실측 데이터의 상관관계 분석 결과, 기존 IFI 예측모델의 $R^2$는 0.49로, 수정 IFI 예측모델의 $R^2$는 0.64로 나타나 수정 IFI 예측모델이 기존모델에 비해 예측 효과가 우수하였다. 포장면의 상태에 따른 수막두께를 수정 예측모델에 반영할 경우 더욱 정확한 예측모델을 얻을 수 있을 것이다.