• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.34.1-34.1
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• 2011

풍력발전기 블레이드 설계에 적용하기 위한 에어포일의 선택 혹은 설계에 있어서 가장 중요한 요소 가운데 하나는 표면 거칠기 변화에 따른 에어포일 성능의 민감도이다. 블레이드 표면은 대기 중의 먼지, 곤충 시체 등에 따라 계속적으로 오염되며 이는 에어포일의 설계 당시의 성능을 계속적으로 저감시킨다. 이러한 표면 거칠기의 증가는 에어포일의 종류에 따라 성능을 50% 이상 저감시키며 이는 블레이드의 설계 성능을 저감시키므로 블레이드 설계를 위한 에어포일 선정 단계에서 표면거칠기 민감도가 가능한 낮은 에어포일을 선정하여 블레이드의 공력 설계를 수행하게 된다. 본 연구에서는 표면 거칠기 변화로 인한 에어포일의 성능 저감이 실제 블레이드의 성능에 어떠한 영향을 주는지를 살펴 보았다. 에어포일은 표면이 깨끗한 상태와 ZZ 테입을 부착하여 표면이 심각하게 오염된 상황을 모사하여 두 경우 모두를 풍동 시험한 DU 에어포일 시리즈를 선정하였다. 3MW 급의 블레이드에 대하여 두께비 40%~18%의 에어포일을 적용하여 설계를 수행하였으며 두께비 30%~18%에어포일에 대하여 표면이 깨끗한 경우와 오염된 경우의 데이터를 적용하여 블레이드 성능 변화 및 다른 성능 변수들의 변화를 살펴보았다. 블레이드 성능에 대하여는 BEMT를 적용하여 설계 및 시뮬레이션을 수행하였다. 연구 결과 에어포일의 성능 저하는 블레이드 공력 효율에 있어서 8%의 저감을 나타내며 7%의 극한하중 저감을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.449-452
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• 2009

본 연구에서는 소형 플랩을 채용하여 능동하중제어를 이루고자하는 풍력 블레이드의 적용을 염두해 둔 에어포일 설계를 수행하였다. 블레이드 팁 부분에 플랩을 적용하고자 하는 경우 플랩의 구동장치, 연결 부위 등의 장치 설치를 위한 공간이 블레이드 내부에 필요하다. 이를 위하여 기존의 에어포일의 성능을 유지하면서 뒷전의 두께비가 증가된 에어포일 형상의 설계가 필요하다. 최적설계를 위하여는 MIGA(Multi- Island Genetic Algorithm)을 채용하였으며 에어포일의 성능 계산을 위하여는 Xfoil을 결합하였다. 또한 형상 생성을 위하여 Hick-Henne 형상 함수를 이용하였다. 위와 같은 방법으로 설계된 에어포일은 코드길이 85% 위치에서 두께비 6.3%,양항비 133을 가지게 되어 기본으로 설정한 DU180 에어포일에 비해 성능과 필요 두께비를 모두 능가하는 에어포일이 되었다.

• New & Renewable Energy
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• v.5 no.4
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• pp.29-32
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• 2009

본 연구에서는 소형 플랩을 채용하여 능동하중제어를 이루고자하는 풍력블레이드의 적용을 염두해 둔 에어포일 설계를 수행하였다. 블레이드 팁 부분에 플랩을 적용하고자 하는 경우 플랩의 구동 장치, 연결 부위 등의 장치 설치를 위한 공간이 블레이드 내부에 필요하다. 이를 위하여 기존의 에어포일의 성능을 유지하면서 뒷전의 두께비가 증가된 에어포일 형상의 설계가 필요하다. 최적설계를 위하여는 MIGA(Multi-Island Genetic Algorithm)을 채용하였으며 에어포일의 성능 계산을 위하여는 Xfoil을 결합하였다. 또한 형상 생성을 위하여 Hick-Henne 형상 함수를 이용하였다. 위와 같은 방법으로 설계된 에어포일은 코드길이 85% 위치에서 두께비 6.3%,양항비 133을 가지게 되어 기본으로 설정한 DU180에어포일에 비해 성능과 필요 두께비를 모두 능가하는 에어포일이 되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.396-399
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• 2007

풍력 블레이드용으로 설계된 에어포일에 대하여 풍동 시험을 수행하였다. 설계된 에어포일의 레이놀즈수 범위에 맞추고자 코드 길이 40cm의 모델에 대하여 유속 17m/s, 35m/s, 50m/s에 대하여 에어포일 표면에서의 압력과 에어포일 뒤쪽 레이크에서의 압력을 측정하였다. 이를 통하여 설계에 사용된 기법의 타당성과 설계된 에어포일에 대하여 설계 변수에 대한 실질적 만족도에 대하여 평가하였다. 이와 더불어 표면 거칠기에 대한 모사를 위하여 트립도트를 부착하여 시험을 수행하였다. 이를 통하여 레이놀즈수와 표면 거칠기에 따른 에어포일의 성능 및 유동 변화 특성에 대하여 파악 할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.4
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• pp.273-284
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• 2012

In this paper, a study on the design of high speed airfoil is described. Various airfoils are investigated and existing airfoils are geometrically interpolated to generate new airfoils. An optimization method is applied to theses new airfoils and their aerodynamic performances are optimized. Through this study, it is demonstrated that the airfoil can be designed using the geometrical interpolation and the optimization method to exhibit good aerodynamic performances.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.248-255
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• 2004

In this study, aerodynamic shape design of airfoils was performed by using RSM(response surface method) and two-dimensional Navier-Stokes solver. Numerical experiment points were determined by D-optimal method and quadratic response surfaces were constructed by using JMP. For the validations of design method, NACA 64621 airfoil was inversely designed to have aerodynamic characteristics of Bell airfoil. The design method was applied to the aerodynamic design of both smart UAV wing airfoil and low Reynolds rotor-blade airfoil for unmanned helicopter. The optimized airfoils showed improved performance with various constraint conditions.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.523-529
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• 2016

본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 고 레이놀즈수에 유동에서의 탠덤 에어포일에 대한 상대 위치 인자 연구를 진행한다. 탠덤형 날개의 경우 앞뒤 날개의 유동간섭이 날개 성능에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 이를 2차원 탠덤 에어포일로 고려하여 유동간섭을 확인한다. 유동간섭에 따른 에어포일 성능을 분석함으로써 뒤 에어포일의 상대 위치를 결정할 수 있으며, 본 연구결과는 실제 탠덤 날개 형태의 항공기 설계에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.6
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• pp.21-30
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• 2005

The aerodynamic analysis of helicopter rotor airfoils was performed to generate the basic data for selection and distribution of airfoils at the helicopter rotor blade preliminary design phase.10 airfoils were chosen among the existing rotor airfoils, and the tabulated aerodynamic coefficients which are proper for the aerodynamic analysis using blade element theory were generated. Considering analysis cost, the simple mathematical models were chosen before the wind tunnel test to generate the aerodynamic characteristic curves($C_{l},C_{m},C_{d}$) in full AoA range($-180^{o}\sim180^{o}$) including the reverse flow region. The essential data necessary to the generation of the complete curves were obtained by using the IBLM(Interactive Boundary Layer Method). The generated aerodynamic characteristic curves agree with experimental results qualitatively. Finally, the aerodynamic characteristics of all 10 airfoils were compared and classified according to their own lift or moment characteristics.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.415-420
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• 2013

천음속 영역에서 비행하는 에어포일 주위의 유동은 아음속 영역과는 달리 충격파(Shockwave)를 동반하고 이에 따라 복잡한 유동 현상이 발생한다. 본 연구는 천음속 영역에서 설계된 에어포일 주위의 유동에서 충격파 발생에 따른 유동변화의 특징들을 관찰하였다. 특히, 충격파에 의해서 발생하는 진동(Buffeting)과 경계층 유동 박리(Shock-induced boundary layer separation)현상에 대한 관찰과 일반적인 에어포일과 초임계 에어포일(Supercritical airfoil)간의 유동 특성의 차이점을 분석하였다. 본 연구를 위해서 EDISON CFD코드가 사용되었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.101-104
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• 2012

본 논문에서는 충남대학교에서 설계하고 있는 인력비행기인 Volante의 주익 에어포일을 선정하기 위하여 교육 및 연구를 위한 CFD 해석 프로그램인 EDISON_CFD를 이용하여 후보군으로 있는 에어포일들의 경향성을 확인하고 성능이 좋은 에어포일을 선정하였다. 또한 CFD 프로그램으로 상용화된 Fluent와 비교하여 EDISON_CFD의 신뢰성을 확인하였다.