• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.585-590
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• 2014

Chowdbury. H.는 인체를 다수의 원형 실린더로 단순화하여 스키점프와 사이클 운동복의 항력계수를 각각 측정하였다. 이처럼 원형 실린더에 스피드 스케이팅 운동복을 씌운 모습과 골프공에서 사용하는 딤플의 2차원 형상이 서로 유사한 모양임을 착안하여, 2차원 원형 실린더 표면의 딤플이 유동 현상에 어떤 효과를 일으키는지 살펴보았다. 본 연구에서는 초기 형상을 토대로 3가지 딤플 형상 변수에 대한 매개변수 설정을 통해 항력계수를 비교하였다. 또한 3가지 딤플 형상 중 가장 낮은 항력계수를 갖는 딤플 형상에 대해서 요철 높이에 따른 항력계수를 비교하였다. 이를 통하여 딤플 형상이 각진 모양보다 둥근 모양일수록 항력계수가 작은 것을 확인하였으며, 요철 높이를 제외한 모든 조건이 동일할 때 최적의 요철 높이가 존재할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.419-427
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• 2017

산지하천 하상에서 흔히 발견되는 호박돌에 작용하는 항력은 하천의 거동과 반응을 예측하는 데 있어서 중요하나 이를 위한 항력계수 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 호박돌의 항력 실험을 통해서 호박돌 형상과 항력계수의 관계를 분석하였다. 호박돌의 장축과 단축이 흐름방향을 따를 때 항력계수에 미치는 형상계수의 영향을 분석하였다. 항력계수는 장축보다 단축에서 더 크며 호박돌의 등가직경 Reynolds 수가 증가하면 감소하였다. 항력계수와 등가직경 Reynolds 수의 관계에서 결정계수는 단축보다 장축에서 더 크다. 이는 호박돌 형상의 불규칙성에 따른 항력이 축에 따라 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 항력분포 변화는 호박돌의 교호진동을 초래하였다. 그 진폭은 $R_{ep}$가 약 12,000에서 급격히 증가하였으며 장축보다 단축에서 더 큰 것으로 나타났다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.365-370
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• 2013

현대에 이르러 초음속 운영 영역에서의 항공기에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나, 음속 폭음 현상과 충격파 현상에서 야기된 높은 항력 및 연료 효율성 저하로 인하여 그 한계에 부딪치고 있다. Busemann 복엽 익형은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 형상이며, 상하 형상에 의한 파동 상쇄효과 및 파동 감소효과를 통해 충격파의 강도와 음속 폭음 효과를 감소시키는 형상이다. 하지만 본 익형은 탈설계 조건에서 항력 계수가 급격하게 증가하는 등의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 EDISON_CFD를 이용하여 Busemann 복엽 익형의 주변 유동 특성에 대하여 면밀한 고찰을 수행하였다. 우선 Busemann 복엽 익형의 초기 형상에 대한 유동 조건별 해석을 통하여 탈설계 조건에서의 항력 성능 저하 문제에 대한 고찰을 하였다. 이후 3개의 형상 변수에 대한 매개 변수 연구를 통하여 익형의 각 형상 변수가 탈설계 영역 및 해당 영역에서의 최대 항력 계수에 미치는 영향에 대한 고찰을 수행하였으며, 이를 통하여 기존 형상보다 좁은 탈설계 구간을 가지고, 최대 항력 계수가 약 34.8% 감소한 부스만 복엽 익형을 설계하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.1-3
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• 2016

대형 화물 트럭(heavy-duty truck)은 화물 적재에 용이하지만, 공기역학적으로 불리한 형상을 가진다. 이러한 단점을 극복하고자 대형 화물 트럭에는 공기저항력(aerodynamic drag)을 줄일 수 있는 여러 가지 장치가 달려있다. 본 논문에서는 디플렉터(deflector) 형상이 항력 감소에 어떠한 영향을 주며, 평판 형태와 굴곡진 형태의 디플렉터 형상에 대한 항력 계수 비교를 EDISON-CFD를 활용하여 비교하였다. 해석 결과, 측풍(side-wind)의 영향을 무시하며 차량 속도 95 km/h로 등속을 유지하는 조건에서 평판 형태의 Model 1과 바깥으로 굴곡진 Model 2에서 전체 항력 계수가 낮게 나타났다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.591-596
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• 2014

본 논문에서는 EDISON_전산열유체 시스템을 활용하여 군집주행 형태 변화에 따른 항력계수 및 연료효율 변화를 분석하였다. 해석 대상은 자동차 형상을 단순화한 모델인 아흐메드 형상(Ahmed body)을 이용하였다. 동종차량 간 거리변화에 따른 항력계수 및 연료효율의 변화, 이종차량의 배열순서변화에 따른 항력계수 및 연료효율을 분석하며 연구를 수행하였다. 연구 결과, 4대의 동종차량 군집주행시 항력계수를 최대 69% 감소할 수 있으며 이에 따라 km 당 0.073L의 연료를 절감할 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.90-95
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• 2016

본 연구에서는 교육 및 연구를 위한 CFD 해석 프로그램인 EDISON_CFD 프로그램을 이용하여 화물 트럭의 후면부 형상변화에 따른 공력특성을 분석해보았다. 먼저 추가적인 부착물을 장착하지 않은 기본적인 형상의 화물트럭의 공력특성을 확인 후, 후면부에 여러 형상의 Boat tail(보트 테일)과 전면부에 Cap-roof fairing(캡루프 페어링)이 부착된 형상을 해석하여 트럭이 받는 항력 감소를 통해 최적형상을 찾아가는 연구를 수행하였다. Cap-roof fairing이 부착된 형상에서 $15^{\circ}$의 특성길이가 0.3인 Boat tail에서 가장 좋은 항력 감소 효과를 얻을 수 있었다. Cap-roof fairing의 경우 6%의 항력 계수 감소를 보였고, Boat tail에서 20%의 항력 계수 감소효과를 관찰할 수 있었다. Boat tail의 각도와 길이를 변수로 하여 여러 해석을 진행한 결과 최적화된 형상을 선정할 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.44-48
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• 2016

물 속에서 고속으로 유영하는 상당수의 어류는 긴 부리 모양의 주둥이를 가진다. 대표적으로 지구상 가장 빠른 물고기인 돛새치가 있다. 이러한 사실은 이 독특한 형상과 고속운동의 상관관계에 대해 학구적 호기심을 자아냈고 그에 따라 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돛새치, 청새치들의 2차원 형상을 가지고 부리의 존재 유무가 항력에 미치는 영향을 분석하고 더 나아가 미사일의 spike가 항력에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 부리가 방향전환 시 기동성 증진에도 기여하는지를 알아보았다. 해석을 위해 Kflow Edison_13와 2D_Comp_P 해석자를 활용하여 동일 유동조건에서 항력계수를 비교하였다. 그리고 돛새치가 방향 전환할 때 발생하는 모멘트계수를 얻기 위해 2D_Incomp_P 해석자를 활용하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.649-653
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• 2014

채널 내부에 장애물이 존재하는 유동 형태는 다양한 공학적 문제에서 나타나고 있으므로 여러 가지 형상 및 유동 조건에 따른 유동 특성 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 장애물의 형상을 일정한 크기의 원형 실린더로 설정하고 실린더는 위아래 채널 벽 중앙에 위치하도록 하여 2차원 채널 내에 원형 실린더가 존재하는 경우에 대하여 CFD연구를 수행하였다. 실린더와 위아래 채널 벽면과의 거리를 변화시켜 각각의 거리에 대해 유동 재부착 길이, 유동의 주기성, 항력계수 등의 유동 특성을 관찰하였다. 연구결과 각 간격[실린더벽면과 채널벽면간의 거리(G)/실린더지름(d)]이 0.5, 1, 2, 3, 5, 15에 따른 재 부착 지점(Reattachment Length)은 채널 벽면이 실린더로부터 멀어질수록 완전히 열린 유동장에서의 유동 재부착 지점에 수렴해간다는 것을 확인하였다. 즉 거리가 멀어질수록 벽면 영향이 줄어든다는 것을 확인하였다. 또한 각각의 경우에 대해 항력계수 값을 구하였고, 이를 완전히 열린 유동장에서의 항력계수 값과 비교해 보았다. 그 결과 벽면으로부터의 떨어진 거리가 5부터 벽면의 효과가 줄어들어 10이상이 되었을 때부터 그 영향이 아주 미미하다는 것을 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.598-603
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• 2016

현대의 스포츠는 과학기술의 발전과 함께 성장하고 있고 골프종목 역시 재료역학적, 공기역학적 발전에 따라 비거리를 점점 늘려가고 있다. 하지만 현재까지의 비거리에 대한 연구는 골프공과 골프채의 재료의 변화와 딤플이 있는 골프공의 공기역학적 연구에 집중해 있었고 요즘에 들어서야 클럽헤드의 공기역학적 형상에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 골프 경기 중 가장 먼 비거리를 만들어 내는 골프채인 드라이버의 단순화된 2차원 클럽헤드 형상을 설정하고 항력을 줄일 여러 가지 방법을 적용하여 최소의 항력을 갖는 헤드 형상을 찾아보았다. 연구결과 $10.2^{\circ}$의 로프트를 갖는 클럽헤드는 chord 길이가 face 높이의 3.2배이고, trailing edge가 face의 중심보다 전체 face높이의 10% 아래에 있을 때 가장 적은 항력을 얻을 수 있었다. 결과적으로 이 형상과 기존형상의 스윙 속도 차는 약 2mph로 5yard의 비거리 차이를 가져온다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2021

하천에서 호안이나 교량의 교각 등은 홍수 시 주변 하상의 세굴에 의한 피해가 많이 발생한다. 하상보호를 위해서 하천 수공구조물 주변 하상에 자갈, 호박돌, 전석 등을 깔기도 한다. 이 재료들은 다공성 집단을 이루며 유수에 의한 소류력과 항력이 작용한다. 다공성 집단체 공극의 흐름에 의한 항력은 외부 흐름이 가하는 소류력에 비해 작으나 집단의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 집단체에 작용하는 항력은 공극 내의 흐름의 유속과 항력계수를 이용하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질 내 흐름에 대한 항력계수를 조사하기 위하여 수리실험을 이용하여 자갈 매질의 공극을 흐르는 물이 일으킨 항력과 동수경사를 측정하였다. 수리실험을 위한 대공극 매질은 상업용 연마 자갈을 사용하여 크기에 따라 작은 자갈(5~10mm), 중간자갈(15~25mm), 큰 자갈(25~50mm)로 구분하였다. 대표입경 D₅₀은 작은 자갈 8.0 mm, 중간 자갈 17.6 mm, 큰 자갈 32.2 mm이고, 형상계수는 각각 0.28~0.74, 0.29~0.58, 0.38~0.68의 범위였다. 자갈 매질의 공극율은 각각 0.405~0.422이었다. 매질 내의 흐름 길이는 24.2cm로 하였다. 실험결과 자갈 매질 내 흐름의 입자 레이놀즈수 Re_p에 따른 내부항력 F_D와 항력계수 C_D는 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다. 실험에서 Re_p는 31.5~3,175.4였다. 자갈 매질의 내부항력은 Re_p가 증가하면 비선형적으로 증가하였으며 입자가 클수록 작았다. 항력계수는 작은 자갈과 중간 자갈 매질에 차이가 거의 없었으나 큰 자갈의 경우 작은 것으로 나타났다.