• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.659-662
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• 2014

본 연구에서는 전산유체 해석프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 Clark-Y 에어포일의 공력특성 변화를 수치해석하고, 여러 가지 받음각의 변화를 통해 양력계수, 항력계수, 양항비 등을 도출하였다. 공력해석을 위한 조건으로 압축성 Navier-Stokes 방정식에 난류 유동조건을 적용하였다. 해석 결과는 에어포일 공력해석 툴로 널리 알려져 있는 XFOIL을 이용하여 비교 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.21-30
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• 2005

헬리콥터 로터 블레이드 예비설계 단계에서 에어포일 선정과 분포의 기초 자료를 생성하기 위해 로터 에어포일 공력해석을 수행하였다.기존 헬리콥터의 에어포일 중 공력해석 대상으로 10개를 선정하고 블레이드 요소이론을 이용한 공력해석에 적합한 table 형태의 공력계수 자료를 생성하였다. 해석 비용을 고려, 풍동시험 대신 간단한 수학적 모델을 이용하여 모든 받음각 영역($-180^{o}\sim180^{o}$)에서 공력특성 곡선($C_{l},C_{m},C_{d}$)을 구성하였다. 공력특성곡선 구성에 필요한 각 에어포일의 필수 공력자료를 IBLM을 이용하여 구하였으며, 구성된 공력특성곡선은 실험결과와 정성적으로 일치하였다. 마지막으로, 에어포일 선정과 분포설계의 기준을 마련하기 위하여 각 에어포일의 양력계수, 모멘트계수를 상호 비교한 후 분류하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권3호
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• pp.1-5
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• 2006

자연에 존재하는 새나 곤충들은 양력 및 추력을 발생하기 위하여 평균캠버선의 형상을 변화시킨다. 기존의 비정상 박익 이론들은 주로 강체 플랩핑 에어포일에 관하여 유도되어 왔다. 생체형상가변익의 비정상 공력특성을 파악하기 위하여 변형 가능한 에어포일에 대한 확장된 비정상 박익이론이 필요하다. 생체형상가변익의 비정상 공력특성을 계산하기 위해 Theodorsen의 접근방법을 확장하였다. 에어포일의 평균 캠버선은 다항식으로 나타내었다. 형상 가변익에 작용하는 비정상 공력특성을 순환항 및 비순환항으로 나누어 나타내었다. 본 이론은 플래핑운동을 하는 생체형상가변 에어포일의 비정상 공력해석 및 모핑날개의 공탄성 해석에 적용가능하다.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.248-255
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• 2004

본 논문에서는 반응면 기법(response surface method)과 2차원 Navier-Stokes 방정식 해법을 이용하여 에어포일을 설계하였다. 수치 실험점들은 D-optimal 방법을 기반으로 선정하였으며 반응면 함수는 JMP를 이용하여 2차의 함수로 구성하였다. 설계기법의 검증은 NACA 64621 에어포일을 기저로 하여 Bell 에어포일의 공력특성을 갖도록 역설계하여 수행하였다. 설계기법은 스마트 무인기의 장기체공 능력을 위한 에어포일과 무인기용 로터에 적합한 저 Reynolds 에어포일 설계에 적용하였으며 제약조건을 만족하는 우수한 공력특성의 에어포일을 획득할 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.331-336
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• 2013

본 연구에서는 인간동력 항공기의 주익에 적용할 에어포일 형상에 대한 공력 특성을 파악하였다. 인간동력 항공기 날개에 적용하기에 적절한 에어포일을 조사하였으며, DAE11, DAE21, DAE31, SG6043 익형에 대하여 전산유체해석 프로그램인 EDISON_CFD를 통하여 비교하였다. 인간동력 항공기의 낮은 비행속도를 감안하여 $6{\times}10^5$의 저 레이놀즈수에서 받음각에 따른 양력계수, 항력계수, 양항비 등을 얻어내어 상호 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 인간동력 항공기 주익에 적용할 저 레이놀즈 에어포일 형상을 최종적으로 선택할 수 있는 근거 자료를 확보하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.54-62
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• 2023

자유로운 이착륙과 뛰어난 비행능력을 가진 플랩핑 날갯짓 비행체에 관한 집중적 연구개발이 진행되고 있다. 대부분의 플랩핑 날갯짓에 관한 연구는 동기화된 운동의 다양한 운동변수에 대한 연구들로 비동기 운동을 수행하는 에어포일의 비정상 공력 특성에 미치는 영향에 대한 관심은 크지 않았다. 본 연구에서는 히브와 피치 진동운동 주파수가 서로 다른 에어포일의 비정상 공력특성을 수치적으로 연구했다. 먼저 비동기 운동에 따른 운동특성과 받음각 변화를 파악하였다. 해석 결과 진동수 비가 1.0인 경우 양력은 발생하지 않았고 추력이 크게 발생했다. r=0.5인 경우 양력이 크게 발생하였다. 에어포일 주변의와 분포와 표면에서의 압력계수를 분석하여 비동기 진동운동을 하는 에아포일의 공력특성을 분석했다. r=0.5인 경우 r=1.0인 경우 보다 더 큰 앞전 및 뒷전 와들이 관찰되었으며, 이 와들이 비동기 진동운동을 하는 에어포일의 공력특성에 큰 영향을 미친 것을 발견하였다. 향후 피치진동의 진폭이 비동기 진동운동을 하는 에어포일의 비정상 공력특성에 미치는 영향을 연구할 계획이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.65-68
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• 2012

본 연구에서는 XFOIL을 사용하여 설계된 30% 두께를 가지며 팁에서의 두께가 코드의 1.5%인 풍력터빈용 에어포일의 공력 특성을 해석하였다. 받음각에 따른 양력 항력 곡선 및 양항비를 XFOIL에서 얻어낸 결과와 EDISON_CFD 해석 결과를 상호 비교 하였다. EDISON_CFD에서의 해석을 위한 격자의 형태를 격자균일성을 생각하여 큰 타원과 작은 타원을 합쳐 만들었다. 수치 기법으로 Roe의 FDS를 선택하여 데이터를 수집하였다. 그 결과로 나타낸 압력계수와 양항비 그래프를 보면 선형 구간에서 양력은 XFOIL 해석 결과와 잘 일치하는 결과를 보여주었다. 그러나 항력에서 약1.5배 정도 EDISON_CFD의 결과가 크게 나옴으로써 양항비의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 실속이후에서는 XFOIL의 신뢰도가 떨어지는 경향이 있어 특히 실속이후에서는 CFD의 해석결과가 필요한 것으로 보인다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권4호
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• pp.17-27
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• 2022

본 논문에서는 에어포일의 좌표 데이터에 대해 공력 특성을 예측할 수 있는 합성곱 신경망 기반 네트워크 프레임 워크를 설계하였으며 Xfoil을 이용한 공력 데이터를 적용하여 네트워크의 가능성을 확인하였다. 이 때 에어포일의 두께 변화에 따른 공력 특성 예측을 수행하였다. 부호화 거리 함수를 이용하여 에어포일의 좌표 데이터를 이미지 데이터로 변환하였으며 받음각 정보를 반영하였다. 또한 에어포일의 압력 계수 분포를 축소 모델 기법 중 하나인 적합 직교 분해를 이용하여 축소된 데이터로 표현하였으며 이를 네트워크의 출력 데이터로 사용하였다. 제시하는 네트워크의 내삽과 외삽 성능을 평가하기 위하여 시험 데이터를 구성하였고, 결과적으로 내삽 데이터에 대한 예측 성능이 외삽에 비해 우수함을 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.9-12
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• 2012

현재 각 나라에서 고고도 무인항공기에 대한 관심이 높아지고, 우리나라 또한 여러 가지 형상의 고고도 무인항공기를 개발하기위해 노력하고 있다. 본 연구에서는 고고도 무인항공기에 사용되는 에어포일의 공력특성을 EDISON_CFD를 이용하여 분석하였다. 현재 개발된 고고도 무인항공기 중 글로벌 호크를 선정하여 그 주 날개의 Airfoil을 해석모델로 선정하고 항공기 운항시 고도 조건을 적용하여 공력특성을 분석하였다. 받음각의 범위는 $2^{\circ}{\sim}10^{\circ}$로 설정하였고 $C_l$ 및 $C_d$ 값을 계산하여 공력 특성 곡선($C_l$, $C_d$, $C_d-C_l$)을 구성하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.335-342
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• 2020

스텔스 성능을 향상시키기 위해 꼬리날개를 제거한 무미익 항공기는 러더(rudder)를 대체하여 스포일러(spoiler)를 활용하여 방향조종을 수행한다. 짧은 시간에 스포일러 작동을 반복하는 경우 비정상적(unsteady)이고 비선형적인 공력특성이 발생하여 항공기 비행성능에 역효과(adverse effect)를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 dynamic mesh 기법을 적용한 전산해석을 통하여 스포일러 전개에 따른 에어포일의 비정상 공력 특성을 해석하였다. 스포일러 전개 속도, 장착 위치, 전개 스케줄(deployment scheduling) 변화에 따른 공력특성을 분석하여 스포일러의 동적 작동에 따른 역효과를 감소시킬 수 있는 방안을 검토하였다. 스포일러 장착위치 및 전개 방식의 적절한 선정을 통해 스포일러 동적 역효과를 감소시킬 수 있음을 확인하였으며, 에어포일 형상최적화를 통한 역효과 감소방안에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 이러한 동적 공력 데이터는 향후 무미익 형태의 항공기 개발에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.