• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.5
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• pp.1-8
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• 2002

The performance of MAV(Micro Air Vehicles) propellers is highly affected by the aerodynamic characteristics of a 2-D blade airfoil shapes. XFOIL is used to predict the lift and drag coefficients in low Reynolds Number flows. ARA-D 6%, which shows a good performance in low Reynolds Number regions, is selected as a blade airfoil. The 3-D propeller blade shape is optimized with the minimum energy loss condition, and the distribution of aerodynamic coefficients of ARA-D 6% is calculated. The designed optimal blade is compared with the Black Widow's propeller blade shape in the same conditions. The results indicate that the designed propeller installed in MAV can provide a good performance.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.494-497
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• 2009

풍력터빈 블레이드 풍동시험의 경우 사용가능한 시험설비의 크기제한으로 인해 축소모델 사용이 불가피하며, 이로 인해 풍동시험에서는 실물 블레이드에 비해 10% 미만의 낮은 Re수에서 시험이 수행된다. 축소모델 블레이드 풍동시험 결과를 활용하여 실물 블레이드의 성능(토크)를 추정하기 위한 축소효과 보정기법을 2008년 제시하였으며, NREL Phase VI 모델 시험결과에 적용하였다. 당시 제시된 보정기법은 단일익형을 전체 블레이드에 사용한 사례이며 축소효과 보정을 위해 Re수에 따른 익형의 양력계수 변화만을 적용하였다. 본 논문에서는 당시 제안된 축소효과 보정기법을 익형의 양력계수 및 항력계수를 포함한 형태로 수정하였으며, 블레이드에 다수의 익형이 사용되었을 경우에 대해 확장하였다. NREL Phase VI 12% 시험모델의 경우 익형의 양력계수 기울기에 의한 보정량은 약 15% 정도이며, 항력계수 변화에 의한 보정량은 약 5% 정도로 나타났다. 블레이드에 다수의 익형이 사용되었을 경우 설계 또는 전산해석을 통해 구한 반경별 토크 함수를 적용하여 블레이드 축소효과를 보정할 수 있다.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.12 no.5
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• pp.61-65
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• 2009

현재 선진업체들은 성능과 구조적으로 경쟁력 있는 산업용 가스터빈 압축기를 설계하기 위하여 항공기용 압축기 설계기술을 전용하고 있다. 따라서 두산중공업은 DGT-5 압축기 익형설계를 위해 항공용 익형설계에 적용되는 S-Profile 설계기술을 활용하여 설계하였으며 현재 DGT-5 압축기에 대한 1차 성능시험이 완료되어 만족할 만한 결과를 얻었다. 그리고 DGT-5 압축기는 추후 두산중공업 파생형 가스터빈 압축기의 기본압축기로 활용할 계획이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.2
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• pp.139-145
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• 2012

The low speed aerodynamic characteristics of modified sonic arc airfoil which is developed to fit the transonic regime are investigated. This airfoil is designed by using the shape function of sonic arc proposed by Schwendenman, the data of NACA0012, and commercial program Maple. In order to investigate the low speed aerodynamic characteristic of sonic arc airfoil, the numerical analysis is conducted below Mach number 0.3 and the results are compared and analyzed with it of NACA0012 airfoil. At each Mach number, the drag of modified sonic arc airfoil is less 1.5% than NACA0012's drag and the lift of modified sonic arc airfoil is less 2% than NACA0012's lift. The moment coefficient of modified sonic arc airfoil is also less 1.4% than it of NACA0012 at each Mach number.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.59-59
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• 2017

무인 헬리콥터의 양력을 개선하기 위한 익형 설계 단계로서 두꺼운 익형(V1505A)과 얇고 처진 익형(V2008B)의 기본 두 익형의 특성을 예측하는데 있어 회전하는 블레이드의 현실적 조건을 반영한 3D 모델을 마련하고 성능을 예측하였다. Fluent를 이용한 400 mm 선형모델의 시뮬레이션에서는 V1505A 익형은 높은 받음각에서 안정적인 특성을 보인 반면 V2008B는 비교적 높은 동력효율 특성을 보였으나, 높은 받음각에서는 실속 이후 양력이 급락하는 특성을 나타낸다. 형성된 노드 수는 약 870,000개로 하였다. 시위길이 135 mm인 익형 V2008B의 형상은 ANSYS (Fluent v16.2)를 이용해 반경(길이) 1,502 (1,380) mm 의 로터 블레이드를 구성하였다. 충분하지 않은 유동장이 익형 표면에서의 유동의 영향에 영향을 주지 않도록 직경 20 m의 원방경계(far field)를 형성하였다. 사용된 매쉬의 형태는 정사면체 형태로 로터 표면으로부터의 첫 번째 두께 높이는 0.001 m이고 10개의 층으로 형성하였다. 정지 비행하는 헬리콥터의 상태를 가정하여 회전좌표계를 이용하여 정상상태의 유동을 해석하고 사용된 난류모델은 넓은 영역에서의 유동을 고려하여 Realizable $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 내측그립 받음각 $6{\sim}22^{\circ}$에 대하여 현실적인 회전속도를 연동하여 600~1000 rpm을 적용하였다. 반복수(iteration)는 2000으로 하여 잔차값(residual)이 충분히 수렴하도록 하였다. 전체적으로 실제 헬리콥터가 발휘하는 양력보다는 낮은 수치로 예측되었으며 모델 및 해석 조건에 대한 검토가 필요해 보인다. 양력 값은 받음각 $10^{\circ}$에서 자중(약 68 kgf)을 극복하였고 받음각 $12^{\circ}$에 유상하중 20 kgf을 발휘하며 888 N의 양력을 보였다, 이어 받음각 $22^{\circ}$에서 실속 현상이 발생하였다. 받음각이 증가함에 따라 항력 역시 증가하였으며 받음각 $12^{\circ}$에서 121 N이었고 실속에 이르며 항력은 갑자기 증가할 것으로 예측된다. 본 연구는 변이 익형 개발의 선행 단계로 기본 익형에 대한 공력특성을 CFD 시뮬레이션을 통하여 예측하였다. 예측 값은 현실적 실험방법을 통하여 검증이 되어야 하며 이후 변이익형에 대한 예측과 설계가 가능하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.47-50
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• 2005

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 해상에서의 한국형 풍력터빈 블레이드의 최적 형상을 위 한 알고리즘을 구현하는 것이다. 풍력터빈 블레이드에서 깃익형의 공기 역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 익형 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 블레이드 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 첫 번째 수준의 설계변수는 운용범위내의 바람의 속도와 블레이드 지름, 축 회전수이며, 각 단면에서의 비틀림각과 시위길이는 두 번째 수준의 설계 변수이다. 운용범위 내의 각 설계점에서 익형의 공력 변수들과 최소에 너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 각각의 설계점에서 결과를 바탕으로 풍력발전의 설계 운용범위에서 반응면을 구성하고 구배최적화 기법을 통해 요구동력의 제약함수를 만족하고 효율을 최대로 하는 블레이드 형상을 구현하였다. 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 그 성능을 구하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.6
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• pp.527-536
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• 2009

A cascade apparatus was designed with only one blade. Its passage is a 160% width of the cascade pitch. This kind of apparatus can give more accurate experimental result than those applying multi-blades even though the apparatus is small. However, this causes difficulties to make the periodic condition along the pitchwise direction. In this study, sidewalls were designed to satisfy the periodic condition based on the flow structure using a gradient based optimization and a genetic algorism. The objective function was adopted the surface Mach number obtained on the cascade and fourteen design variables were selected for controlling sidewall shapes. The designed sidewalls using the genetic algorism shows better result.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.11
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• pp.74-79
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• 2005

Computational studies on the hydrodynamic behavior of the forward-sweep inducers for the rocket-engine turbopump are presented in comparison with the conventional backward- sweep inducers. In the present study, two kinds of forward-sweep inducers are designed and numerically investigated. Forward-sweep inducers have bigger tip solidity compared to backward-sweep inducers even with shorter axial length due to their forward-sweep leading edge profiles. It is shown that back flows at the inlet decreases dramatically for forward- sweep inducers. And the low pressure region at the back flow are also decreased, which is assumed to promote the suction performance of the inducers. It seems that the hub located upstream of the tip at the leading edge induces pre whirl at the inlet blade tip for the backward sweep inducer. And this pre whirl leads to the big back flow.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.1
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• pp.106-115
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• 1988

A numerical procedure for determining the airfoil shape that maximizes the lift is presented. The structure of the flow field is calculated by iteratively coupling potential flow and boundary analysis using the viscous-inviscid interaction method. The potential flow field is obtained by the vortex panel method and boundary layer flow is analyzed by means of integral approximation method which is capable of handling the laminar, transition and turbulent flow regimes. As the result of this study, it is found that the calculated flow regimes have good agreement with the existing experimented data. Davidon-Fletcher-Powell method and Augmented Lagrange Multiplier method are used for the optimal techniques. NACA 23012, NACA 65-3-21, NACA 64-2-415, NACA 64-2-A215 airfoils are used for determining the optimal airfoil shapes as a basic and compensate airfoils. Optimal design showed that the lift coefficients are increased by 17.4% at M$_{0}$=0.2 and 29% at M$_{0}$=0.3, compared with those of basic airfoil.oil.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.5 no.2
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• pp.8-15
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• 2001

In the continuing quest for increased turbomachinery efficiency, the part played by blade profile shape remains crucial. The application of a heated thin metallic film with CTA(constant temperature anemometer) to the measurements of the laminar and turbulent boundary layer behavior(shock-boundary layer-interaction) in a transonic wind tunnel. Results of measurements with hot-film sensors on transonic compressor blades are extremely difficult to interpret because of ambiguous probe signals due to the complexity of the local flow pattern. In order to get the explicit information and give the designer to interpret characteristic signals from hot-film probes, a method was developed by comparing the results with other measuring technic results.