• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.55-59
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• 2010

Aerodynamic design optimization of rotor airfoil has been performed with advanced design method for improved aerodynamic characteristics of ONERA airfoils as a baseline. A multiple response surface method is used to consider various consider various constraints in rotor airfoil design. Airfoil surface and mean camber line are modified using various shape functions. Numerical simulations are performed using KFLOW, a Navier-Stokes solver with shear stress transport turbulence model. The present design method provides favorable configurations for the high performance rotor airfoil. Resulting optimized air foils give better aerodynamic performance than the baseline airfoils.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.46-54
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• 2008

This study presents a numerical optimization to optimize an axial flow fan blade to increase the efficiency. The radial basis neural network is used as an optimization method with the numerical analysis by Reynolds-averaged Navier-Stokes equations using SST model as turbulence closure. Four design variables related to airfoil maximum camber, maximum camber location, leading edge radius and trailing edge radius, respectively, are selected, and efficiency is considered as objective function which is to be maximized. Thirty designs are evaluated to get the objective function values of each design used to train the neural network. Optimum shape shows the efficiency increased by 1.0%.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.28-36
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• 1999

본 연구에서는 MGM(Modified Grrabedian-McFadden)방법에 기초한 효율적인 역설계 방법을 개발하였다. 표면압력 분포를 얻기 위해 2-D Navier-Stokes 방정식을 풀었고, 역설계를 수행하기 위해 MGM방법을 사용하였다. MGM 방법은 설계 목적 압력분포와 Navier-Stokes 방정식에서 계산된 압력분포의 차인 잔여량을 보정하는 잔여-보정 기법이다. 코드 개발을 위하여 몇몇 익형과 프로펠러 형상설계에 적용하였다. 이들 모두 목표하는 형상에 잘 수렴해 갔다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.180-185
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• 2013

본 연구에서는 공기역학적 성능을 고려하여 인간의 힘만으로 이륙할 수 있는 초경량 인간동력 항공기의 개념설계를 수행하였다. 이를 위해 조종사를 포함한 항공기 전체 무게를 결정한 이후 적절한 익형을 선정하여 주날개/보조날개를 설계하였다. 설계된 비행기의 형상을 기초로 3차원 전산해석을 하였으며, 이를 통해 양력/항력 등의 성능계수 및 항공기 무게 중심(CG)에 대한 계산을 수행하였다. 그 결과 비행기의 양력 및 추력이 양력 및 추력의 제한 조건을 만족하였다. 또한 비행기의 무게 중심(CG)이 주익의 공력 중심(AC)에 위치함으로써 26%의 정적 안정성이 보장되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권9호
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• pp.1292-1301
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• 2002

An experimental study of turbine performance is conducted with various incidence angles on a rotating turbine rotor. 5 different incidence angles are applied from -17$^{\circ}$to 13$^{\circ}$with 7.5$^{\circ}$gaps. In order to precisely set up the incidence angles at the rotor inlet, 5 turbine discs are manufactured with the different fir tree section. Total-to-total efficiencies are obtained on the several off-design points with considering the exit total pressure, which is meas fred at 12 locations between the hub and casing using a pressure rake. The degree of reaction is 0.373 at the mean radius, and Reynolds number based on the rotor chord is 0.86$\times$10$^{5}$ at the turbine inlet on the design point experiment. The experiment on a single-stage turbine is conducted at the low-pressure and low-speed state, but it is sufficient to consider the blade loading effect due to the rotating apparatus even though the total pressure loss at the exit is increased proportionally to the turbine output power. The experimental results recommend 6$^{\circ}$as an optimum incidence angle on the turbine blade design. The total-to-total efficiency is steeply decreased when the incidence angle is over $\pm$9$^{\circ}$ from the optimum incidence angle. In the range of less than -10$^{\circ}$incidence angle, 7.5$^{\circ}$ reduction of incidence angle generates 15% decrease of total-to-total efficiency. This result is obtained on the same rotor blade by changing only the rotational speed to minimize the effect of profile and secondary flow loss in the passage. Experimental results show that the change rate of total-to-total efficiency according to the incidence angle change is unchanged although the turbine operates at the off-design condition.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.747-757
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• 2010

날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.60-67
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• 1997

본 논문은 WIG 무인 조종 시험선, '한진1호'와 '한진2호'의 날개에 대한 3차 시험 결과를 수록하고 있다. 지난 95년 5월에 당 연구소에서는 '한진1호'를 설계 제작하여 시험비행에 성공하였으며, 아울러 지면효과에 따른 공기역학적 특성을 파악하기 위하여 풍동에서 여러가지 날개단면에 대한 양력 및 항력을 계측하였다. 이 실험결과에 의하면 지면에 가까워질수록 양력 및 양항비는 증가되지만, 그 특성들은 주로 날개 단면의 형상에 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 논문에서는 우선 '한진1호'에 사용된 NACA6409 익형과 러시아에서 WIG선용으로 개발한 DHMTU계열의 익형 2종을 선택하고, 풍동실험을 통하여 그들의 양력 및 항력 특성을 비교하였다. 특히 본 실험에서는 종방향 운동에 대한 안정성을 파악하기 위해서 피칭모멘트를 계측 비교하였다. 실험결과에 의하면 피칭모멘트의 절대값은 코오드 길이의 1/4 에서 NACA6409 보다 DHMTU 계열이 적게 계측되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권6호
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• pp.42-49
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• 2017

풍력 발전기 블레이드 공력 설계 프로세스를 정리하고 자체 개발한 프로그램을 이용하여 10kw 블레이드 공력 형상 설계를 진행하였다. 개념설계, 기본 형상 설계, 최적화 설계, 설계 검증 및 성능 해석순으로 진행하였으며, 각 설계 단계에서 중요한 설계 인자에 대해서 정리하였다. 또한 블레이드를 구성하는 단면 익형의 배치에 대한 가이드를 제시하였으며, 공력 설계를 검증하는 방법으로 stall margin 확인의 중요성에 대해서 정리하였다. 자체 개발한 설계 프로그램의 결과를 BEMT 기반의 전문 프로그램 DNVGL Bladed의 성능 해석 결과와 비교하여 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.32-38
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• 2005

본 연구에서는 근사모델을 이용하여 설계공간의 타당성을 높일 수 있는 방법을 제시하였다. 이때 설계공간을 이동시키기 위한 기준으로 Chebyshev Inequality를 사용하였다. 이를 공탄성을 고려한 항공기 익형 설계문제에 적용함으로써 타당성이 크게 향상됨을 확인하였으며 이렇게 구한 설계공간 내에서 최적화를 수행함으로써 보다 우수한 최적값도 얻을 수 있었다. 즉 설계공간 내에서 주어진 제약조건을 만족할 확률이 증가하였으며, 설계공간을 이동시킴으로써 보다 우수한 최적점이 설계공간 내에 포함되었다고 할 수 있다. 또한 이 과정에서 반응면 모델과 크리깅 모델, 두 가지 근사모델을 사용하여 정확성과 효율성, 실험점에 대한 강건성 등을 비교하였으며, 본 연구에서 설계한 문제의 경우 비교적 선형적인 특징으로 인해 반응면이 보다 우수한 결과를 보여줌을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1141-1150
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• 2012

이 논문은 선박에서 자세 안정용 양방향 축류펌프에 대한 임펠러 블레이드의 형상최적설계를 설명한 것이다. 양방향 축류펌프용 블레이드는 대칭형 익형을 사용하므로 효율이 기존의 단방향 축류펌프보다 낮다. 이러한 양방향 축류펌프의 단점을 최소화 하고 효율을 증가시키기 위해 최적설계기법을 사용하였다. 양방향 축류펌프의 성능 개선을 위해 상용 CFD 프로그램인 ANSYS CFX v.13 을 이용하여 유동해석을 수행하였다. 직교배열표, 분산분석과 직교다항식을 이용한 대리모델기반 최적설계방법은 최적 설계변수를 결정하고 주효과를 찾는데 사용하였다. 최적설계 결과로부터, 임펠러 블레이드의 유효한 설계변수를 확인하고 이의 최적해와 설계요구조건 만족에 대한 유용성을 설명하였다.