• 동력기계공학회지
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• 제9권3호
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• pp.33-38
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• 2005

The aerodynamic performance of a cross-flow fan is strongly influenced by the various design factors of a rear-guider and a stabilizer. The purpose of this paper is to investigate the effects of a rear-guider and a stabilizer on the aerodynamic performance of a cross-flow fan. The design factors considered in this paper are a rear-guider clearance, a stabilizer clearance, and a stabilizer setup angle, respectively. This experiment was carried out with a constant revolution number of 700 rpm in a cross-flow fan installed in the fan tester. The static pressure, flowrate, torque, and revolution number were measured in this paper. Also, the pressure coefficient and the efficiency were analysed according to the various assembly conditions using a stabilizer setup angle, a stabilizer clearance, and a rear-guider clearance in the indoor room air-conditioner.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권2호
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• pp.26-35
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• 2021

In this study, CFD analysis was conducted to compare the aerodynamic performance of the isolated propeller and pusher propeller, which is affected by the wake of wide fuselage. The moving reference frame (MRF) method was used for isolated propeller analysis, while the MRF and sliding mesh method were used sequentially for the pusher propeller to analyze the change in the aerodynamic characteristics based on the azimuth angle. Under the same torque condition, the thrust of the pusher propeller was greater than that of the isolated propeller. Thrust increment of the pusher propeller was mainly generated near the root of the blade where the fuselage wake was concentrated. The net efficiency of the pusher propeller was greater than or equal to that of the isolated propeller. Because of the flat fuselage shape, thrust and torque of the pusher propeller periodically changed with the rotation of the propeller.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.609-617
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• 2014

풍력터빈 블레이드의 가변 피치제어는 풍력발전기의 과풍속 영역 설계에 있어 중요한 요소로 알려져 있으나 원가문제 때문에 소형 풍력터빈에는 적용되지 못하고 실속제어가 많이 적용되고 있다. 하지만, 블레이드 주변의 난류 때문에 설계된 실속이 구현되지 않는 실속지연 현상이 종종 발생되고, 이에 따른 풍력 블레이드의 과회전과 발전기의 과출력 위험이 발생하고 있다. 이에 따라 블레이드에서 발생되는 공력으로 피치가 변하고 스프링의 복원력으로 복귀되는 수동형 피치제어 모듈이 주목 받고 있다. 본 연구에서는 회전하는 블레이드의 익형에서 발생되는 양력과 항력을 이용하여 회전면으로 작용되는 토크와 블레이드의 Flap 방향으로 작용되는 추력을 계산하는 방법을 제시하고, 이러한 힘들의 크기를 여러 가지 익형에 대해 비교하였으며, 블레이드의 피치모멘트를 정량적으로 산출하여 수동 피치제어 모듈의 설계자료로 활용될 수 있도록 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제36권2호
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• pp.89-99
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• 2017

멀티로터형 무인항공기는 군사용 목적뿐 아니라 항공 촬영 및 무인 택배 수단 등 민간 산업까지 그 활용 범위를 넓혀가고 있다. 무인항공기의 보다 폭넓은 활용을 위해서는 추진체인 프로펠러의 공력 효율 개선과 소음의 저감을 위한 연구가 선행되어야 하며, 이는 주어진 환경에서 공력 성능 및 소음을 예측할 수 있는 기술이 바탕이 되어야만 가능하다. 본 연구에서는 소형 무인항공기 프로펠러를 대상으로 공력 및 소음 예측 기법을 개발하고, 실제 측정을 통한 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 분당 회전수의 변화에 따른 추력 및 토크와 주어진 위치에서의 주파수 스펙트럼 예측에서 모두 예측 기법의 신뢰성을 확보하였으며, 이를 통해 프로펠러의 형상 설계에 기반이 될 수 있는 기틀을 마련하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.391-398
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• 2016

본 연구에서는 난류 유입조건을 갖는 수평축 풍력터빈 블레이드의 공력 하중에 대해 초점을 맞추어 연구하였다. 난류모델은 풍속과 방향에 대한 변동을 포함하며, 그 특성은 난류 강도와 표준편차로 표현된다. IEC61400-1에서는 정상 난류 모델과 정상 풍속 측면도에 대해서 피로해석을 수행하도록 규정하고 있다. 이를 위해 공력 최적설계 절차를 통해 얻어낸 MW급 수평축 풍력터빈 블레이드 허브와 저속 회전축에 대한 공력하중 해석을 수행한다. 공력하중 성분은 수치적인 절차를 통해 얻어내며 이를 블레이드 회전 특성을 고려하여 해석적으로 검토하였다. 난류 조건을 고려했을 때의 최대 추력과 토크의 변동치는 난류 조건을 고려하지 않았을 때의 값들에 비해 5~8 배 더 큰 값을 보였다. 따라서 난류 조건을 반영한 하중 해석은 풍력터빈 블레이드의 구조설계에 있어서 필수적임을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.60-71
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• 2021

상용 프로펠러의 추력과 토크를 측정하기 위한 성능시험 장치를 고안하였으며, 30인치급 3가지 프로펠러에 대한 성능시험을 수행하였다. 프로펠러 추력과 토크 측정을 위해 모터, 프로펠러와 연결된 6분력 발란스를 적용하였으며, 풍동 저울 교정 장비를 이용하여 측정 시스템의 확인을 수행하였으며, QTP 프로펠러를 적용하여 구축한 성능시험 장치의 검증 시험도 수행하였다. 제자리 비행 조건에서 상용 프로펠러의 제작사에서 제공하는 사양과 시험 결과를 비교하였으며, 추력 및 토크에서 차이가 있음을 확인하였다. 받음각, 프로펠러 형상, 풍속을 변경시켜가며 프로펠러 성능을 측정하였으며, 각 프로펠러에 대해 RPM에 따른 프로펠러 추력 계수로 나타내었다. 저 받음각과 고 받음각에서 경향이 다르게 나타남을 확인하였으며, 차후 공중용 무인이동체 공력 설계에 활용 가능한 공력 데이터베이스를 확보하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.173-180
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• 2017

정격풍속 이하에서 풍력발전기의 토크 제어기는 최대 출력 파워를 얻기 위하여 중요하다. 토크 제어의 주된 목적은 바람이 가진 에너지로부터 최대의 출력 파워를 얻도록 하는 것이다. 이를 위하여 최적모드게인을 이용하여 발전기 속도의 제곱에 비례하도록 발전기의 토크 크기를 조절하는 방법이 많이 적용되었다. 그러나 이 제어 방법은 풍력발전기가 수 MW급으로 대형화될수록 응답이 느려진다. 본 논문에서는 토크 제어기의 응답을 빠르게 하기 위하여 공력 토크의 로터 속도 비선형 파라미터를 제어 게인으로 이용하여 추가적인 토크 크기를 조절하는 방법을 고려하였다. 로터 속도 비선형 파라미터의 계산 시에 온라인 경우와 오프라인 경우를 각각 살펴보았다. 2MW 풍력발전기에 대하여 실제 난류 풍속에 대하여 수치실험을 수행하여 오프라인 경우가 출력 파워를 더 향상시키고 실용적임을 보인다.

• 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.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권1호
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• pp.9-22
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• 2022

A fighter performing a reconnaissance mission is equipped with a pod that drives optical/infrared sensors for acquiring and identifying target information on the lower part of the fuselage. Due to the nature of the reconnaissance mission, the fighter performs high speed evasive maneuvers, and the resulting load should be considered importantly for the development of the pod. This paper concerns a numerical investigation into the inertial and aerodynamic loads of the airborne pod of high performance aircrafts. For the aerodynamic load analysis, the pylon and pod shapes are added to the fighter 3D model, and the commercial software was used for static and dynamic analysis. Considering the practical mission conditions, the common/extreme conditions were established respectively in the static and dynamic situations of pods and the driving torque could be tripled under dynamic conditions. In the analysis of inertia load, a 3-DOF model considering roll and turning maneuvers was derived by the Lagrangian method, and then the numerical integration method was applied to the analysis. As a results, it was conformed that the inertia load was generally induced at a low level compared to the aerodynamic load, but depending on the unbalance mass condition of the pod, the inertia load cannot be negligible.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.20-28
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• 2008

Recently, butterfly valves are used as control valves for industrial process. However, there are not so many reports on cryogenic butterfly valves in spite of broad application in LNG storage station and LNG carriers. Present study is focused on the investigation of the detailed hydrodynamic and aerodynamic characteristics of cryogenic butterfly valves to contribute to the operation during the handling on LNG transportation system, and to the practical utilization in design of butterfly valves and actuators. The results show that large recirculation vortices in the region downstream of the valve are founded and the cavitation flows are intensively generated on the surface of valve disc at the relatively small opening angle. The aerodynamic characteristics, lift, drag and torque, acting on the valve disc are calculated. The pressure distribution and the pressure loss coefficient of the cryogenic butterfly valve show almost similar pattern with those of the butterfly valve which is used on the normal temperature.