• Title/Summary/Keyword: 자동회전

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자동회전의 비정상 수치해법과 2차원 공력계수의 영향 (An Unsteady Numerical Method of Autorotation and the Effect of 2D Aerodynamic Coefficients)

  • 김학윤;신동진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.121-130
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    • 2009
  • 전진 비행중인 자동회전 로터에 대한 비정상 수치해석 기법이 개발되었다. 자동회전 로터의 플래핑과 회전운동 방정식은 주어지는 시간간격에 따라 연속적으로 적분되며 이 때 회전면에서의 유도 속도장은 동적 유도흐름 이론(dynamic inflow theory)에 의해 계속 업데이트 되면서 블레이드의 모든 요소에서 유효 받음각을 결정하여 비정상 상태를 모사한다. 로터의 임의의 초기 회전속도 및 플래핑각에서 정상상태로 천이(transition)되는 과정을 시뮬레이션 하였고 블레이드 에어포일 공력 데이터들을 이용하여 방정식들의 수치해인 자동회전의 정상상태를 예측하였다. 2차원 Navier-Stokes 솔버로 받음각과 레이놀즈수에 따라 해석된 에어포일 데이터를 이용하여 자동회전의 비정상 시뮬레이션을 수행한 해석 결과는 풍동실험 결과와 잘 일치하였다

자동회전의 성능해석(2) : 고속 자동회전의 성능 (Performance Analysis of Autorotation(2) : Performance of High Speed Autorotaion)

  • 김학윤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.12-22
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    • 2012
  • 샤프트각이 감소하며 비행 속도가 증가하는 자동회전 상태의 로터에 대한 성능 변화를 해석하였다. BO-105 헬리콥터의 로터에 비틀림이 없는 NACA 0012 단면을 가지는 깃을 해석하였고 변수에 대한 자동회전의 영역을 구하기 위해 과도모사법(TSM)이 사용되었다. 고속 비행에서 압축성 효과를 모사하기 위해 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석된 2차원 공력 데이터가 사용되었으며 유도 속도장을 모사하기 위해 Pitt/Peters의 유도속도 이론이 사용되었다. TSM으로 구해진 정상 자동회전 상태에 대하여 추력계수와 양력계수, 양항비를 계산하였으며 로터의 양력과 동력을 구하여 BO-105 헬리콥터와 비교하였다. 복합 항공기의 개념을 도입할 때 자동회전하는 로터와 날개의 양력 및 동력 분담률을 고찰하였다.

자동회전의 트림 범위와 특성(I): 로터 스피드 한계와 피치범위 (Trim Range and Characteristics of Autorotation(I): Rotor Speed Limit and Pitch Range)

  • 김학윤;최성욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.487-497
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    • 2011
  • 자동회전 상태로 속도 증가 시 로터 속도의 변화와 피치 범위를 조사하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 정상 자동회전 상태를 구하기 위하여 과도모사법(Transient Simulation Method:TSM)을 사용하였다. 풍속의 증가에 대응하기 위하여 로터 블레이드를 2차원 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석하여 공력계수를 계산하였고 이를 과도모사법에 사용하였으며 유도 속도장 변화를 모사하기 위하여 Pitt/Peters 유도속도 이론을 적용하였다. 설정된 토크 평형 조건에서 풍속, 샤프트각, 피치각의 조합을 출력하여 로터의 회전속도와 변수의 범위를 조사하였다. 깃 끝 마하수의 변화에 따른 로터 회전속도의 변화를 살펴보았고 샤프트각의 감소에 따른 피치각의 트림 범위를 고찰하였다.

자동회전의 성능해석(1) : 해석 기법과 공력 테이블의 영향 (Performance Analysis of Autorotation(1) : Analysis Method and the Effect of Aerodynamic table)

  • 김학윤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-11
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    • 2012
  • 자동회전하는 로터의 성능 해석이 수행되었다. 과도모사법에 의해 주어진 속도와 샤프트각, 그리고 콜렉티브 피치 조건에서 정상 자동회전 상태를 판정한 후 정상 자동회전에 대한 추력계수와 양, 항력계수를 계산하는 방법을 연구하였다. BET 기반으로 적분된 순간추력으로부터 평균추력을 구하는 방법을 고찰하였다. 해석 기법을 풍동 실험된 로터에 적용하여 모델 로터를 해석한 후 실험 결과와 비교하였다. 해석에는 레이놀즈수 및 레이놀즈수-마하수의 함수로 Navier-Stokes 해석된 두 종류의 2차원 에어포일 공력 데이터를 사용하였고, 그 차이는 정량적으로 비교 분석되었다.

자동차용 추진축의 위험회전속도와 balancing문제 소고 (On the study of critical revolution speed and balancing problems in the automobile drive axle)

  • 서용권
    • 오토저널
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    • 제2권2호
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    • pp.25-30
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    • 1980
  • 자동차용 추진축의 위험회전속도를 원심력에 의한 탄성변형의 관계로부터 유도하여 보았다. 회전체의 unbalance량은 보통 회전속도에 관계없이 거의 일정하나 자동차용 추진축과 같이 외 경에 비하여 전장이 길고 고속회전하는 경우에는 축의 탄성변형에 의하여 unbalance량이 커진다. 회전속도에 따른 unbalance 변화량을 역시 원심력-탄성변형관계로부터 구하고 balancing을 위한 최적회전속도, tube의 편심도 기타 balancing 작업을 어렵게 하는 요소들에 대하여 정리하여 보았다.

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자동회전의 트림 범위와 특성(II): 전진비 변화와 플래핑 특성 (Trim Range and Characteristics of Autorotation(II): Advance Ratio Variation and Flapping Characteristics)

  • 김학윤;최성욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.498-504
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    • 2011
  • 속도와 샤프트각 그리고 피치 변화에 따른 토크 평형상태의 자동회전에서 플래핑 거동 특성과 전진비의 변화를 조사하였다. 속도 증가에 따른 압축성 효과를 모사하기 위해 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석된 2차원 데이터를 Pitt/Peters 유도흐름 이론과 함께 사용하였고 토크 평형상태에 대한 세 변수의 조합을 찾기 위해 과도모사법(TSM)을 이용하였다. 토크 평형상태에서 최대 플래핑각을 속도, 샤프트각, 피치와의 관계로 나타내고 전진비 변화와 비교함으로써 후진깃의 역풍영역 확대가 로터의 자동회전 특성에 관여하는 현상을 정성적으로 고찰하였다.

복합 자이로플레인의 한계 속도에 대한 탐색연구(1) : 로터와 기체의 공력해석 (An Exploratory Study on the Speed Limit of Compound Gyroplane(1) : Aerodynamic Analysis of Rotor and Airframe)

  • 신병준;김학윤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권11호
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    • pp.971-977
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    • 2015
  • 복합 자이로플레인의 전진 비행 성능해석을 수행하였다. 자동회전하는 로터의 성능을 해석하기 위하여 과도모사법(Transient Simulation Method)을 이용하였으며 비행 속도 증가에 따른 동체의 공력 성능 변화를 확인하기 위해 동체에 대한 수치해석을 수행하였다. 주어진 속도와 샤프트각, 그리고 콜렉티브 피치 조건에서 준 정상 자동회전 상태를 판정하고 로터의 성능 변화를 관찰하였다. 성능해석 결과 속도가 증가함에 따라 동체의 형상에 따른 공력특성이 미치는 영향이 커지는 것으로 나타났으며 고속으로 비행하기 위해서는 유선형의 동체가 필수적이고 전진 속도 한계는 로터의 자동회전 성능에 종속적이었다.

고성능 회전익기의 개발동향과 자동회전의 해석기법 (Developmental Trends of High Performance Rotorcraft and the Analytic Method of Autorotation)

  • 김학윤;신병준
    • 한국항공운항학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.60-67
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    • 2014
  • Technical history of VTOL aircraft is examined from the early helicopter appearance to recent experimental rotorcraft in order to distinguish the core issues of those aircraft. Performance and technological challenges of some VTOL aircraft such as tilt rotor, convertiplane, gyroplane, and coaxial helicopter are discussed. As a new generation high performance rotorcraft, Sikorsky X2 is intensively investigated. Considering the developmental history of X2, the autorotational ability at high speed is recognized as a core technology. Analytic method of autorotation and some results are shown and presents research subjects related to the future Korean high performance rotorcraft.

자동회전 비행을 하는 단풍나무 씨앗의 항공역학적 특성 (Aerodynamic Features of Maple Seeds in the Autorotative Flight)

  • 손명환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권10호
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    • pp.843-852
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    • 2016
  • 실제 씨앗의 3차원 형상과 운동요소에 기반하여 단풍나무(Acer palmatum 종) 씨앗의 자동회전 비행을 수치적으로 해석하였다. 운동요소의 표준 값은 낙하속도는 1.26 m/s, 회전속도는 133.6 rad/s (1,276 rpm), 코닝 각은 $19.4^{\circ}$, 피치 각은 $-1.5^{\circ}$이다. 씨앗 날개의 스팬 안쪽에 위치한 컴팩트한 앞전 와류가 씨앗 날개 바람 반대면에 커다란 부압을 발생하게 하였다. 부압의 피크는 안쪽 스팬 단면 앞전 부근에 발생하였다. 본 연구에서 얻어진 현저한 앞전 와류로 특징되는 흐름 형태와 공기력 계수의 값은 동적 상사를 갖도록 한 로봇 씨앗에 대하여 실험적으로 측정한 자료와 잘 일치하였다. 바람 반대 영역에 발달한 나선형 와류는 씨앗 끝을 향하여 전진하고 씨앗 끝 부분에서 이곳을 지나는 흐름과 합쳐지는데, 이와 같은 흐름이 자동회전하는 단풍나무 씨앗의 안정되고 부착된 LEV를 유지하게 하는 메카니즘으로 여겨진다.

유전 알고리즘을 이용한 초고주파 회전 모드 생성기 자동 설계 (Automatic Design of Microwave Vortex Mode Generators Using Genetic Algorithm (GA))

  • 조용희
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.5-6
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    • 2018
  • 무선 통신 자원의 효율적인 사용을 위해 제안된 회전 모드 시스템을 구성하는 핵심 장치인 회전 모드 생성기를 2단계 유전 알고리즘을 이용해 자동으로 설계했다. 1단계 최적화로 회전 모드 생성기의 필요 부품 개수와 개별 부품 배치를 먼저 결정하고, 2단계 최적화로 각 부품의 세부 사항을 최적화하였다. 2단계 유전 알고리즘에 의하면 필요 부품 개수는 5개이며, 동일한 결과를 도출하는 세부 부품 배치도는 4종류였다.

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