• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제2권1호
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• pp.53-57
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• 2015

For improving the efficiency of near space propellers working over 20km, performances of their streamwise sections, i.e. low-Reynolds-number airfoils which work at $10^4-10^5$ Reynolds numbers, are significant. Based on the low-Reynolds-number CFD technology, this paper designs a novel low-Reynolds-number airfoil. Unsteady characteristics of the laminar separation bubble on novel airfoil and a typical conventional airfoil are studied numerically, and the Reynolds number effect is investigated. Results show that at $10^4-10^5$ Reynolds numbers, unsteady aerodynamic characteristics of the novel airfoil are severely weakened and its lift-to-drag ratio can increase about 100%.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.159-163
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• 2009

In this paper, the fluid dynamic forces and performances of a moving airfoil in the low Reynolds number flow is addressed. In order to calculate the necessary propulsive force for the moving airfoil in a low Reynolds number flow, a lattice-Boltzmann method is used. The critical Reynolds and Strouhal numbers for the thrust generation are investigated for the four propulsion types. It was found that the Normal P&D type produces the largest thrust with highest efficiency among the investigated types. The leading edge of the airfoil has an effect of deciding the force production types, whereas the trailing edge of the airfoil plays an important role in augmenting or reducing the instability produced by the leading edge oscillation. It is believed that present results can be used to decide the optimal propulsion devices for the given Reynolds number flow.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.90-96
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• 2009

In this study, a generic airfoil designed by the inverse method was evaluated with several candidate airfoils as a first step. Each airfoil was compared with respect to aerodynamic performance to meet the requirement of HALE(high altitude long endurance) aircraft. The second step was to optimize the candidate airfoil using the couple of optimization formulations to down select an optimum airfoil. For the analysis of low Reynolds number 2D flow, Drela's MSES was used. After comparing the aerodynamic results, the best airfoil was chosen to construct the baseline 3D wing. The Navier-Stokes code was used to evaluate the overall aerodynamic performance of designed wing with other wings. The results show that the designed wing has the best performance compared with other wings.

• 한국가시화정보학회지
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• 제4권2호
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• pp.51-58
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• 2006

A boundary layer visualization was carried out in order to investigate the influence of Reynolds number on an oscillating airfoil. An NACA 0012 airfoil is sinusoidally pitched at the quarter chord point with oscillation amplitude of ${\pm}6^{\circ}$. A smoke-wire technique was employed to visualize the boundary layer and the near-wake. The freestream velocities are 1.98, 2.83 and 4.03m/s and corresponding chord Reynolds numbers are $2.3{\times}10^4,\;3.3{\times}10^4$, and $4.8{\times}10^4$, respectively. As the reduced frequency of K=0.1 is fixed, the corresponding frequency of an airfoil was adjusted in each case. The results reveal that the point at which the shear stress in an unsteady boundary layer separation disappears does not correspond with the position of the breakdown of the boundary layer, and that the breakdown of the boundary layer occurs further downstream.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.41-46
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• 2010

In this paper, the fluid dynamic forces and performances of a moving airfoil in the low Reynolds number flow is addressed. In order to simulate the necessary propulsive force for the moving airfoil in a low Reynolds number flow, a lattice-Boltzmann method is used. The critical Reynolds and Strouhal numbers for the thrust generation are investigated for the four propulsion types. It was found that the Normal P&D type produces the largest thrust with the highest efficiency among the investigated types. The leading edge of the airfoil has an effect of deciding the force production types, whereas the trailing edge of the airfoil plays an important role in augmenting or reducing the instability produced by the leading edge oscillation. It is believed that present results can be used to decide the optimal propulsion types for the given Reynolds number flow.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 저 레이놀즈 수 유동장에서 유연 익형의 공탄성적 거동과 공기 역학적 성능이 평가되었다. 유연 익형은 비정상 유동장에서 저 레이놀즈 수 익형으로 흔히 사용되는 CLARK-Y 익형 윗면의 일정부분에 질량이 없는 박막을 장착하여 모델링 하였다. 박막의 거동은 공기역학적 힘과 박막의 평형 방정식에 의해 지배되며 평형 방정식의 무차원화로부터 유동과 박막간의 상호작용을 나타내는 무차원 변수가 도출되며 이 무처원 변수가 박막의 거동에 큰 영향을 미친다. 박막의 분포를 익형 윗면의 지정된 지점에서부터 뒷전까지 분포시키되 지정된 박막 분포의 시작점을 변화시켜가며 각 박막 분포에서 박막의 공탄성적 거동을 지배하는 무차원 변수에 대해 공기역학적 성능의 최적화를 수행하였다. 그 결과 박막 분포의 시작점이 뒷전으로 이동할수록 무차원 변수는 거의 선형적으로 증가해야함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.44-52
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• 2002

비정상, 비압축성 Navier-Stokes 코드를 이용하여, 저 레이놀즈수 유동에서 flapping 운동을 하는 익형의 공력특성을 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 비정상 유동장의 효율적인 계산을 위하여, 개발된 코드는 MPI 프로그래밍 기법을 이용하여 병렬처리 되었으며, 난류 유동장의 계산을 위해 2방정식 난류모델의 하나인 k-$\omega$ SST 모델을 적용하였다. 익형의 3가지 운동모드 즉, pitching, plunging, flapping과 주파수 및 진폭의 변화 그리고 두께와 캠버의 변화에 의한 공력특성을 살펴보았고, 이를 위해 NACA4자 계열의 익형을 이용하였다. 해석 결과는 실험치와 비교하여 보았을 때 잘 일치하였으며, 각 운동모드에서의 공기역학적 특성을 파악할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.99-107
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• 2014

본 연구에서는 원격 조종 소형 비행기에서 주로 사용되고 있는 Kline-Fogleman 익형의 저 레이놀즈수 공력 특성을 분석하는 연구를 수행하였다. NACA4415와 이를 기반으로 한 Kline-Fogleman 익형의 공력특성을 비교하였다. 본 연구는 ANSYS Fluent를 활용하였으며, 유동은 비압축성으로 가정하고, 난류모델 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 이를 통하여 Kline-Fogleman 익형의 공기역학적 원리를 규명하였으며 계산된 레이놀즈수 $3{\times}10^3{\sim}3{\times}10^6$ 범위에서 Kline-Fogleman 익형이 NACA4415에 비해 양력계수가 향상됨을 확인하였다. 특히 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$이하의 영역에서는 Kline-Fogleman 익형의 양항비가 NACA4415에 비해 26%까지 향상되었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.521-526
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• 2014

현대에 이르러 초경량 무인 비행기에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 비행체는 저레이놀즈수 영역에서 사용되는 특성으로 인해, 경계층 내에서 박리현상과 난류영역으로의 천이 등과 같은 여러 복합적인 현상을 발생시킴으로써 비행체의 공력특성에 큰 영향을 미친다. Bumpy Airfoil은 저레이놀즈수 유동에서의 이와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 익형이다. 따라서 본 논문은 전산열유체해석 프로그램인 EDISON_전산열유체를 이용하여 Bumpy Airfoil 형상에 대한 공력특성을 연구하였고, 발생하는 양항비를 원 익형과 비교하였다. 비압축성 조건 내에서, 공력 성능 향상을 위한 Bumpy Airfoil의 형상 변수로 Bump 개수와 높이를 선정하여 받음각에 따른 유동장을 분석하고 양항비를 수치해석 및 고찰하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권3호
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• pp.9-14
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• 2016

Using a multiple regression analysis, a total of 78 low-Reynolds-number airfoils are examined in this paper to clarify the systematic relationships between the geometrical parameters of the airfoils and experimentally-determined aerodynamic coefficients. The results show that the effects of the maximum camber and the maximum thickness regarding the maximum lift and the stalling angle of attack, respectively, are major. The lower-surface flatness of the airfoil is also a crucial geometrical parameter for aerodynamic performance. It is proven here that, generally, the application of the regression equations for an assessment of the aerodynamic performance is relatively acceptable, along with an expectation that the lift-curve slope violates the normality assumption.