• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.193-201
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• 2013

프로펠러는 인간동력 항공기 추진시스템의 중요한 구성품이다. 높은 프로펠러 효율을 얻기 위하여 프로펠러는 큰 지름을 가지고 느리게 구동된다. 프로펠러는 인간동력 항공기용 프로펠러 설계 프로그램을 사용하여 설계되었다. 프로펠러의 피치는 지상에서 조정이 가능하다. 본 논문에서는 여러 가지 변수에 대하여 설계에 사용된 동일한 프로그램을 통하여 프로펠러의 성능 해석을 수행하였다. 또한, 파일롯의 체력이나 비행속도의 변화에 따른 탈 설계점 해석도 수행하였다. 설계된 프로펠러는 카본 복합재의 초경량 구조로 제작되어 총 950g의 무게로 제작되었다. 제작된 프로펠러는 아이언 버드에서의 지상 성능 시험을 통하여 속도 및 동력을 측정하고 튜닝을 수행하여 실기에 장착되어 최종적으로 291 m 비행에 성공하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.236-239
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• 2011

This paper introduces the design concepts and characteristics of WinDS3000$^{TM}$(TC IIa) which is a trade name of Doosan's 3MW offshore/onshore wind turbine. WinDS3000$^{TM}$(TC IIa) has been designed in consideration of high Reliability, Availability, Maintainability and Serviceability (RAMS) and low cost of electricity (CDE) for the TC IIa condition based on GL guideline. An integrated drive-train design with an innovative three-stage gearbox has been introduced to minimize nacelle weight of the wind turbine and to enhance a high reliability for transmission. A permanent magnet generator with full converter system has been introduced to get higher efficiency in partial load operation and grid-friendly system for both 50 Hz and 60 Hz. A pitch-regulated variable speed control system has been introduced to control wind turbine power while generator reaction torque can be adjusted almost instantaneously by the associated power electronics. The wind turbine has been also equipped with condition monitoring and diagnostic systems in order to meet maintainability requirements.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.459-466
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• 2005

The present study investigates the heat transfer characteristics of a triangular channel. Three different rib configurations are tested. The ribs are installed on two sides of the channel. The rib height (e) to channel hydraulic diameter is 0.079 and the rib-to-rib pitch (p) is 8 times of the rib height. The rotation number ranges from 0.0 to 0.1 while the Reynolds number is fixed at 10,000. The copper blocks with heaters are installed on the channel walls to measure the regionally averaged heat transfer coefficients. For the stationary $45^{\circ}$ and $135^{\circ}$ ribbed channels, a pair of counter rotating vortices is induced by the angled rib arrangements, and high heat transfer coefficients are obtained on the regions near the inner wall for the $45^{\circ}$ ribbed channel and near the leading edge for the $90^{\circ}$ ribbed channel. The heat transfer coefficients of angled ribbed channels are changed little with rotation, whereas those of the transverse ribbed channel are changed significantly with rotation.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.112-119
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• 2003

50 m급 비행선의 추진을 위한 복합재 프로펠러를 공력/구조 설계하였으며, 지상 성능 시험을 수행하였다. 먼저 와류-깃요소 이론을 적용하여 비행선의 최대 비행 속도 조건에서 최소 손실을 갖는 45 kW급 프로펠러를 설계하였다. 프로펠러는 직경 2m, 블레이드 수 3, 고정피치 방식을 적용하였으며, 추력 제어를 위해 RPM 조절방식을 채택하였다. 설계한 프로펠러의 성능을 검증하기 위하여 지상정지 상태에서 프로펠러의 피치각을 변화시켜 가며 추력과 토크를 측정하여 이론적 방법으로 계산한 추력계수, 동력계수와 비교하였으며, 시험결과와 이론적 계산 결과는 잘 일치함을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권1호
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• pp.137-147
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• 2006

In this study, shape memory alloy damper with characteristics of pseudoelastic hysteresis for helicopter rotor blades are investigated. SMAs can be available in damping augmentation of vibrating structures. SMAs show large hysteresis in the process of pseudoelastic austenite-martensite phase transformation which takes place while subjected to loading above the austenite finish temperature. Since SMAs display pseudoelastic hysteresis behavior over large strain ranges, a significant amount of energy dissipation is possible. A damper can be designed with SMA wires prestressed to a baseline level somewhere in the middle of the pseudoelastic stress range. An experimental study of the effects of pre-strain and cyclic strain amplitude as well as frequency on the damping behavior of pseudoelastic shape memory alloy wires are performed. The effects of the shape memory alloy damper on aeroelastic and ground resonance stability of helicopter are studied. In aeroelastic stability, the dynamic characteristics of blades related to pitch angle and the amplitude of lag motion for the rotor equipped with SMA damper were examined. The performance of SMA damper on ground resonance instability are presented through the frequencies and modal damping with respect to rotating speed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권2호
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• pp.201-210
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• 2002

Experiments were done for performance and flow characteristics of a counter-rotating axial flow fan. Performance curves of a counter-rotating axial flow fan were obtained and compared by varying the blade pitch angles. The fan characteristic curves were obtained following the Korean Standard Testing Methods for Turbo Fans and Blowers (KS B 6311). The fan flow characteristics were measured using a five-hole probe and a slanted hot-wire. The velocity profiles between the hub and tip of the fans were measured and analyzed at the peak efficiency point. The peak efficiency of the counter-rotating axial flow fan was improved about 15% respectively, compared with the single rotating axial fan. The single rotating axial flow fan showed relatively law efficiency due to the swirl velocities behind rotor exit which produced pressure losses. The counter-rotating axial flow fan showed that the swirl velocity generated by the front rotor was eliminated by the rear rotor and the associated dynamic pressure is recovered in the from of the static pressure rise.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제11권1호
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• pp.33-37
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• 2021

The application of multicopters using a battery is limited by the short endurance due to the low energy density. A propeller is one of crucial components that determine the performance of the multicopter. In the present study, a systematic method for predicting the endurance of multicopters is described. Propeller performance database are constructed using the data from UIUC Propeller Data Site. Using the 'trendline' function of MS Excel software, the performance of the commercial propellers are represented as a function of polynomials. The multicopter's endurance is computed iteratively using Peukert's Law and considering the voltage drop effect. We evaluated the endurance of multicopters that use commercial propellers. The endurance of the multicopter was within the range of 28 min. to 36 min. It is expected that the present method can be utilized for optimal propeller selection for the given multicopters.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.416-423
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• 2023

Recently, the design point of the propeller is gradually changing due to the demand for energy saving and environmental protection. Until recently, self-propulsion model tests were conducted using stock propellers and geometry information was provided to propeller designers, but the range of existing stock propellers did not keep up with the changing design points, and the range of series propellers required in the initial design was also insufficient. Future propeller performance requires high performance and eco-friendliness, and the need for expansion of series propellers has increased. In order to respond to future needs and provide a wide range of advantages in propeller design, KRISO manufactures about 100 series propellers and builds series data through a model tests. In this paper, the approach method for deriving the representative optimal shape to be applied to the 4-blade series propeller in the initial stage of series propeller development was summarized.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.52-68
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• 1991

캐비테이션 특성이 우수하고 넓은 받음각에서 양력-향력비가 큰 새로운 날개단면(KH18 단면)을 사용하여 체계적인 방법으로 기하학적 형상을 변화시켜 설계된 새로운 계열 프로펠러의 개발을 시도하였다. 새로운 계열 프로펠러의 형상을 설계함에 있어 기존의 계열 프로펠러와는 달리 선택된 반류분포의 회전방향 평균 반류분포를 입력자료로 하여 반경방향 부하분포와 코오드 방향 부하분포를 동일하게 유지하면서 피치 및 캠버의 형상을 결정하였다. 또한 코오드 길이, 두께, 스큐 및 레이크 분포와 같은 형상은 최근 실적선 프로펠러의 형상 특성을 정형화하여 선택되었기 때문에 초기설계시 설계된 형상이 최종 설계 프로펠러의 형상과 크게 다르지 않을 것으로 생각되어 초기성능을 보다 정확하게 추정할 수 있게 하였다. 설계된 계열 프로펠러는 날개수 4개인 프로펠러를 대상으로 날개 전개면적비 4개($A_{E}/A_{O}$=0.3, 0.45, 0.6, 0.75)에 대하여 각 전개면적비에서 평균피치비를 5개(P/D=0.5, 0.65, 0.8, 0.95, 1.1)로 변화시켜 총 20개의 프로펠러로 구성되었으며 KD-프로펠러 씨리즈(KRISO-DAEWOO Propeller Series)라 명명하였다. 설계된 계열 프로펠러들에 대하여 단독특성시험, 캐비테이션 관찰시험, 변동압력 계측시험을 수행하였다. 프로펠러 단독특성 시험결과의 회귀해석결과로 부터 $B_{P}-\delta$ 곡선을 도출하여 초기설계 단계에서 최적 프로펠러 직경등을 쉽게 결정할 수 있게 하였다. 기준으로 선택된 반류분포(2700TEU 콘테이너선의 반류) 후류에서 프로펠러 추력계수 및 캐비테이션 수를 체계적으로 변화시킨 상태에서 캐비테이션 관찰시험 및 변동압력계측시험을 수행하였다. 양력면이론에 의한 비정상 프로펠러 성능해석에 의해 계산된 최대 국부양력계수 ($C^{max}_{l,0.8R}$)와 국부캐비테이션 수(${\sigma}_0=\frac{p-p_v}{\frac{1}{2}{\rho}V^2_{0.8R}}$)를 기준으로 캐비테이션 관찰시험 결과를 정리하여 KD-캐비테이션 챠트를 도출하였다. 기존의 캐비테이션 챠트는 균일류중의 시험 결과를 정리하여 작성되었으나 KD-캐비테이션 챠트는 반류분포중에서 시험된 프로펠러 관찰시험 결과로 부터 도출되었으므로 초기설계 단계에서 보다 정확한 캐비테이션 발생량 추정이 가능하리라 예상된다.

• 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.