• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.891-898
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• 2007

피치 제어형 수평축 풍력터빈에 대한 공력최적 설계 형상과 피치 변화에 따른 공력 성능 특성을 수치적으로 계산하였다. 수치적 방법은 날개 요소이론을 적용하였으며, Prandtl의 팁 손실 효과, 에어포일의 분포 효과, 후류의 회전 효과 등을 고려하였다. 블레이드 설계에는 총 6개의 서로 다른 에어포일을 사용하였으며, 구조적 강성을 갖기 위해서 허브 측에는 최대 40% 두께비의 에어포일을 분포시켰다. 최적 설계에서 얻어진 비선형 코드 길이는 제작성과 무게 등을 고려하여 선형화 시켰고, 선형화에 따른 공력성능 변화는 무시할만하다는 결과를 얻어내었다. 피치각 변화에 따른 동력성능, 추력성능, 토크 성능 곡선을 비교한 결과 $3^{\circ}$의 피치각 변화에도 민감한 공력 값의 변동이 생김을 알 수 있었고, 정밀한 피치 제어를 위한 각도 제어는 증분이 $3^{\circ}$보다 작은 값으로 피치 제어 알고리즘과 피치 구동 장치가 필요함을 알 수 있었다. 또한 최대 토크는 설계속도비보다 작은 속도비에서 발생되는 결과를 보여주었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.333-338
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• 2008

해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기능을 갖는 수중구조물을 하부틈새를 갖는 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 규명하였다. 실험은 Re =$1.2{\times}10^4$ 조건에서 2프레임 입자영상유속계를 이용하여 속도장을 계측하여 고찰하였다. 측정된 시간평균 속도분포를 분석한 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다. 또한 하부틈새의 크기가 증가할수록 재순환 영역의 중심이 후류로 이동하고 재순환영역의 강도도 약해지는 결과를 보였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
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• pp.153-158
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• 2005

표면에 부착된 수직벽 후방의 난류전단흐름을 입자영상유속계를 이용하여 조사하였다. 하부 틈새를 갖는 수직벽 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 영역이 형성되었으며, 약 x=3H위치에서 전단층의 재부착 및 난류경계층으로의 재발달 과정이 나타났다. 수직벽 직전의 오목한(concave) 유선곡률과 수직벽 후방의 볼록한(convex)유선곡률의 영향은 수직벽 주위에서 가장 크게 나타나고, 하류로 나아감에 따라 전단층 주위 유체의 유입 등으로 그 영향이 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.29-37
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• 2011

유속의 변화에 따른 오일펜스 만곡부 후면의 속도장과 압력장, 와도 및 난류 강도를 계측한 PIV 실험의 결과 유속이 증가함에 따라 유동 경계역의 후면부에서의 흐름 방향이 전면부의 흐름 방향에 가까워지는 현상이 나타났고, 압력 분포의 양상이 달라졌으며 난류도 더욱 불규칙적인 형태로 나타났다. PIV 실험과 동일 조건으로 수행한 CFD 해석 결과, 후류의 유동 패턴이 0.3m/s이하의 저속인 경우는 PIV 실험 결과와 유사하게 나타났으나, 유속이 0.4m/s일 때는 오일펜스 자체의 유연성으로 인해 다소 차이가 나타났고, 오일펜스 하단의 압력차로 인한 불규칙한 난류가 수면까지 영향을 주었다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권5호
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• pp.25-31
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• 2009

The most important component of wind turbine is rotor blades. The developing method of wind turbine was focused on design of rotor blade. By the way, the design of a rotating body is more decisive process in order to adjust the performance of wind turbine. For instance, the design allows the designer to specify the wind characteristics derived by topographical map. The iterative solver is then used to adjust one of the selected inputs so that the desired rotating performance which is directly related to power generating capacity and efficiency is achieved. Furthermore, in order to save the money for manufacturing the rotor blades and to decrease the maintenance fee of wind power generation plant, while decelerating the cut-in speed of rotor. Therefore, the design and manufacturing of rotating body is understood as a substantial technology of wind power generation plant development. The aiming of this study is building-up the profitable approach to designing of rotating body as a system for the wind power generation plant. The process was conducted in two steps. Firstly, general designing and it’s serial testing of rotating body for voltage measurement. Secondly, the serial test results above were examined with the CFD code. Then, the analysis is made on the basis of amount of electricity generated by rotor-blades and of cut-in speed of generator.

• 한국지구과학회지
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• 제32권1호
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• pp.46-56
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• 2011

전산유동 수치모형을 이용하여 다양한 대기안정도 상태하에서 부산광역시내 승학산과 구덕산의 초고해상도 풍력자원을 평가하였다. 연구에 사용된 수치모형은 중규모와 미규모 기상현상의 재현에 널리 사용되는 전산유동 수치모형인 A2C이다. 대기안정도가 강할 때, 위치에너지의 크기가 상대적으로 강해지기 때문에 산을 넘어가는 경향이 나타난다. 반면 대기안정도가 약해지면서 산악후면의 후류 발생이 증대되며, 난류에너지가 증가한다. 그리고 연평균 풍력밀도, 난류운동에너지, 연직 바람전단력 분석을 통하여 구덕산 정상의 남쪽 부근이 다른 구역보다 가용 풍력자원이 풍부함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1039-1048
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• 2008

본 논문에서는 새로운 비선형 와류격자법 계산 과정이 제안된다. 기존의 계산 과정은 자유와의 형태 계산을 위해 내부 반복계산 및 하향이완법을 포함한다. 하지만 본 논문에서는 유사 정상 개념에 기초한 새로운 수식을 제안하여 자유와의 형태를 계산함으로써, 계산 과정에서 내부 반복계산 및 하향이완법을 생략한다. 또한 반복계산이 진행됨에 따라 각 분절에 유도되는 유속도를 적절히 평균해 줌으로써 알고리듬의 수치적 안정성을 향상시킨다. 그리고 낮은 종횡비 날개에 대한 수치실험을 수행하여 분절의 길이, 와류중심반경, 후류영역 계산범위 등과 같은 중요 인자들의 적절한 기준을 경험적으로 결정한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.369-374
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• 2007

비평면 지면 위를 비행하는 플래퍼론이 있는 날개의 비정상 공력특성을 경계요소법을 사용하여 연구하였다. 시간 전진법을 사용하여 채널과 지면 위를 비행하는 날개 및 플래퍼론의 움직임에 따른 후류의 형상을 모사하였다. 지면 위 또는 채널 내를 비행하는 날개의 공력계수는 플래퍼론의 주기운동에 따라 일정한 루프로 나타난다. 플래퍼론 변화에 따른 롤링모멘트는 지면 위를 비행하는 날개와 채널 내를 비행하는 날개가 동일한 결과를 나타내었다. 피칭모멘트는 지면에서 보다 채널 내를 비행할 때 플래퍼론의 움직임에 따라 더 큰 변화폭을 나타내었다. 본 연구를 통해 비평면 지면 위를 비행하는 운송체의 안정성 해석에 필요한 다양한 공력계수 확보가 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.89-97
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• 2020

본 연구에서는 동축반전 프로펠러 설계 파라미터 중 프로펠러 상하 간격이 동축반전 프로펠러 유동에 미치는 영향을 확인하기 위해 ANSYS Fluent 19.0 Solver를 이용하여 26 inch 단일, 동축반전 프로펠러에 대해 수치적 해석을 수행하였다. 단일 프로펠러에 대해 Moving Reference Frame (MRF) 기법을 이용하였으며 동축반전 프로펠러에 대해 방위각에 따라 변하는 유동을 분석하기 위해 Sliding Mesh 기법을 사용하였다. 위, 아래 프로펠러가 서로 반대방향으로 회전하면서 서로 가까워지는 구간에서 추력과 동력이 감소하였다. 프로펠러 상하 간격이 증가하면서 위, 아래 프로펠러의 상호 간섭이 감소하는 것을 관찰하였다. 동축반전 프로펠러 주위 유동장 변수 등고선을 확인한 결과, 프로펠러가 가까워지는 구간에서 발생하는 공력 성능의 변화는 Loading 효과와 동시에 날개 끝 와류후류의 영향으로부터 기인한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.923-930
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• 2012

입구유동 가진이 있는 층류 후향계단 유동에서 Pr수의 변화에 따른 열전달 특성변화를 조사하기 위하여 비정상 수치해석을 수행하였다. 입구는 가진주파수와 가진진폭의 변화에 따른 교란이 주어졌고, 온도함수의 물성치가 적용되었다. 열전달 변화에 대한 다양한 특징들이 열경계층 변화에 의해서 설명되었다. 물성치가 일정한 경우와 비교하였을 때, 물성치가 온도의 함수성이 있는 경우 Pr < 1인 조건에서 열전달은 감소하였고, 반대로 Pr > 1인 조건에서 열전달은 증가하였다. 또한 가진진폭이 증가함에 따라 계단 후류 바닥면에서 열전달도 증가하였다. 그렇지만 가진주파수 변화의 경우 St < 0.2인 조건에서 열전달이 크게 증가하는 특정주파수 영역이 존재하였다. 특히, 열전달의 증가는 재부착 길이의 rms값의 변동정도와 밀접한 관련이 있음을 보여주었다.