• 한국풍공학회지
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• 제22권4호
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• pp.163-169
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• 2018

본 연구에서는 운전 정지 상태로 회전하지 않는 수평축 해상 풍력터빈 로터에서 발생하는 풍하중을 풍속, 요 각도, 방위각, 피치 각도를 달리하면서 대기경계층 내에서 작동하는 조건으로 평가하였다. 하중 예측 결과의 검증을 위해 단순화 한 블레이드 형상에 대한 블레이드 요소이론과 단순 계산치를 이용하여 얻어낸 공력 하중을 상호 비교하였으며, 코드와 비틀림 각도가 블레이드 스팬 방향에 따라 변하는 NREL 5 MW급 대형풍력터빈 로터에 대해서는 NREL에서 개발한 FAST 해석 결과와 본 연구의 해석 결과를 비교함으로써 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 로터의 하중은 허브 중심을 원점으로 하는 고정된 3축 좌표계에 대해서 힘과 모멘트로 표현되는 6분력 하중으로 나타내었다. 따라서 이 결과는 풍력터빈 시스템의 동적 거동 해석과 로터에서 발생되는 전도 모멘트를 견디기 위해 필요한 지지 구조물의 기초하중 자료로 적용할 수 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권6호
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• pp.10-16
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• 2017

한국항공우주연구원(KARI)이 보유하고 있는 개방형 풍동에서 최대이륙중량 28 kg급 옥터콥터(octocopter)를 시험모델로 상승 하강기류, 측풍, 전단류와 같은 악기상에 대한 대처 능력을 향상 시키고 와류고리상태(VRS)와 같은 공기역학적 현상을 규명하여 와류고리상태(VRS) 진입 예방 및 탈출할 수 있는 기술들을 연구하고자 풍동시험을 수행하였다. 소형무인기 풍동시험은 풍속 3.5, 5, 7 m/sec, 회전수 3,500, 4,500, 5,550rpm 조건에서 받음각 $-40^{\circ}{\sim}+20^{\circ}$ 도, ${\pm}90^{\circ}$ 도, 요각 $0^{\circ}$ 도와 $45^{\circ}$ 도로 변화시켜가며 6분력을 측정하여 공력 DB를 작성하였다. 멀티콥터 수직 하강 시험 시 하강속도 6 m/sec에서 와류고리상태의 최고점(VRS peak)이 나타나고, 이 때 약 13 % 정도의 추력감소가 나타났다. 프로펠러 및 동체 상호 간섭에 의한 성능저하 여부를 판단하기 위해 프로펠러 조합을 변화시켜가며 시험을 수행한 결과 단일 프로펠러 대비 최대 15 % 정도의 성능 저하가 있음을 확인할 수 있었다. 이번 시험으로 확보한 자료들은 소형무인기 운용 시 경험하게 되는 악기상에 대처하여 안전성과 생존성을 증대시키기 위한 기술개발 기초자료로 활용될 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권1호
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• pp.1-12
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• 2022

소형무인기의 틸팅방식 추진장치로 소형덕티드팬을 적용하였을 때 나타나는 공력특성을 분석하기 위해 직경 104mm 전기추진 덕티드팬의 공력특성을 풍동시험을 통해 살펴보았다. 소형무인기 운영조건에서 나타나는 현상을 살펴보기 위해 OPPAV 축소시제기의 제자리비행, 전진비행 및 천이비행 조건을 시험조건으로 채택하였으며, 6분력 발란스를 사용하여 덕티드팬의 추력 및 측력, 토크를 측정하였다. 비행체 주날개 및 꼬리날개에 영향을 미칠 수 있는 팬 후류를 파악하기 위해 5공 프로브를 사용하여 덕트 후방 250mm 단면의 3차원 속도벡터를 측정하였다. 제자리비행 및 전진비행 조건에서 덕티드팬의 추력 및 토크 특성을 파악하였으며, OPPAV 축소시제기에 적용하기 위한 조건을 도출하였다. 천이비행 조건에서 틸트각 40° 이하에서는 각도가 변하여도 추력이 유지되는 특성을 보이고 있으며 그 이후 각에서는 점차 증가하는 경향이 나타났다. 측력은 틸트각 75°까지 지속적으로 증가하는 경향이 나타났다. 제자리비행 및 전진비행 조건에서 60m/s 수준의 축방향 속도성분과 12m/s 수준의 원주방향 속도성분이 측정되었다. 틸트각이 증가함에 따라 축방향 속도 최대값 위치가 회전중심선을 벗어나는 경향이 나타나고 있으며, 단면 와류 중심도 유사한 위치로 이동하는 경향이 나타나고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.425-433
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• 2019

본 연구에서는 한계평형법에 근거한 수동토압계수 산정에 있어서의 간단한 방법을 제시하고 그로부터 계산된 수동토압계수를 기존의 연구자들에 의한 값들과 비교해 보았다. 옹벽 배면에서의 파괴면을 구성하는 대수나선과 직선 중에서 직선파괴면의 경사각을 유도하여 수동토압계수 산정방법에 반영하였다. 그리고 수동토압계수 산정시 Rankine 수동영역에 작용하는 토압력의 분력을 고려하기 보다는 전체를 고려하였다. 본 연구를 통해 제안된 방법을 통해 구한 수동토압계수는 Coulomb 수동토압계수와 같이 뒤채움 흙의 지표면의 경사각이 증가할수록 커지고 벽체의 경사각이 감소할수록 작아지는 경향을 보였다. 또한 본 연구를 통해 얻은 수동토압계수는 비교를 위해 고려한 거의 모든 경우에 있어 Coulomb 수동토압계수 보다 작게 계산되었다. 벽마찰각의 변화에 따른 수동토압계수를 비교해 보면 제안된 방법을 통해 계산된 수동토압계수가 Coulomb 수동토압계수 보다 작게 계산되었는데 흙의 내부마찰각이 클수록, 벽마찰각이 증가할수록 그 차이는 컸다. 본 연구에서 고려한 5개의 내부마찰각 중에서 일반적인 사질토의 내부마찰각의 범주에 해당되는 $25^{\circ}$, $30^{\circ}$, $35^{\circ}$ 그리고 $40^{\circ}$와 3개의 벽마찰각에 대하여, 본 연구를 통해 얻은 수동토압계수와 기존의 연구자들에 의한 수동토압계수를 비교해보면 Kerisel and Absi 방법, Soubra 방법, Lancellotta 방법, $Ant\tilde{a}o$ 등에 의한 방법, Kame 방법 그리고 Reddy 등에 의한 방법에 대한 최대 차이율은 각각 4.8%, 3.8%, 31.1%, 4.0%, 20.6% 그리고 12.8% 였는데 전체적으로 볼 때 기존의 연구자들에 의한 값들과 큰 차이를 보이지는 않았다.