• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.69-76
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• 1991

포텐셜 유동에서 규정된 속도 분포에 대한 2차원 날개 단면을 설계하는 방법을 제시하며 날개 표면에는 보오텍스를 분포시켰다. 보오텍스 분포를 결정하는데 사용한 경계조건은 날개 표면에서 유체유동이 유선이라는 것이다. 최종 2차원 요구 단면을 얻기위하여 반복 계산법을 채택하였고 개발된 program으로 설계한 몇가지 수치해를 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.1-10
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• 2002

선체-프로펠러-타의 상호작용 해석을 반복계산에 의해 수행하였다. 계측된 공칭속도를 입력자료로 하고 보오텍스 링 이론을 이용하여 유효속도를 계산함으로써 선체와 프로펠러사이의 상호작용을 고려하였고, 계산된 유효속도를 입력자료로 하여 프로펠러-타 상호작용을 계산할 수 있는 포텐셜 기저 패널법을 개발하였다. 프로펠러에 의해 타에 유기되는 속도와 반대로 타에 의해 프로펠러에 유기되는 속도는 수렴된 해가 얻어질 때까지 반복 계산하여 타 주위의 정상유동 해석을 수행하였다. 이와 함께 삼성중공업의 대형 캐비테이션 터널에서 L.D.V를 사용하여 프로펠러 및 타 주위의 유동장을 계측하였고 수치계산 결과와 비교하였다. 실선에 설치되고 있는 혼 타주위의 유동장 계산을 위해 gap flow 모델을 적용하였고, 여러 가지 타각에 대한 수치계산을 수행하여 대형캐비테이션 터널에서 계측된 타 표면에서의 압력과 비교하였으며, 계산된 표면 압력 치는 실험 값과 비교적 일치되는 만족스러운 결과를 얻었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1146-1151
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• 2008

본 연구에서는 플래핑 운동하는 에어포일에 대한 비틀림 유연성의 영향을 조사하였다. 비틀림 유연성이 있는 에어포일의 공기력은 2차원 비정상 와류 패널 방법을 이용하여 계산하였다. 플래핑 에어포일의 공탄성 해석을 위해 2차원의 typical section 모델이 사용되었다. 주요한 파라미터로서 비틀림 유연성과 가진주파수가 고려되었다. 인 무거운 에어포일 조건에서는 주파수비가 0.75 부근에서 추력 최대점이 발견되었다. 이 추력치를 경계로 두 가지 다른 운동이 관찰되었으며, 하나는 관성 지배 운동(inertia driven deformation motion)이고, 다른 하나는 진동 지배 운동(oscillation driven deformation motion)이다. 또한, 최대 추력 상태에서는 비틀림 유연성과 가진주파수에 관계없이 위상각이 85도를 유지하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.197-204
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• 2018

In the present study, unsteady flow analysis has been conducted to investigate the blade forces and wake flow around a hybrid street-lamp having a vertical-axis small wind turbine and a photovoltaic panel. Uniform velocities of 3, 5 and 7 m/s are applied as inlet boundary condition. Relatively large vortex shedding is formed at the wake region of the photovoltaic panel, which affects the increase of blade torque and wake flow downstream of the wind turbine. It is found that blade force has a good relation to the variation of the angle of attack with the rotation of turbine blades. Variations in the torque on the turbine blade over time create a cyclic fluctuation, which can be a source of turbine vibration and noise. Unsteady fluctuation of blade forces is also analyzed to understand the nature of the vibration of a small wind turbine over time. The detailed flow field inside the turbine blades is analyzed and discussed.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권7호
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• pp.9-17
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• 2005

비정상 패널법을 이용하여 복엽기 형태 배치의 복식 플랩핑 에어포일들에 대한 후류의 형상 및 추력 특성을 연구하였다. 에어포일들에서 발생하는 후류 형상은 와핵 모델, 와핵 첨가법 그리고 4계 Runge-Kutta 법을 사용하여 계산하였다. 해석 결과는 유동 가시화, 엄밀해 그리고 전산 해석 결과와 비교하여 검증하였다. 복엽기 배치의 에어포일의 경우, 두께 및 캠버는 추력을 감소시키는 효과가 있었다. 플런징과 피칭 운동들 사이의 위상차가 90도 및 120도 일 때 최대 추력이 발생하였다. 플런지 속도 및 피치 크기가 클수록 추력은 증가하였다. 에어포일 사이의 거리가 감소할수록 추력은 증가하나, 0.6c 이하로 가까워질 경우 추력은 감소하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.11-22
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• 2001

프로펠러-WIG(Wing in Ground Effect)선의 상호작용 및 성능을 포텐셜 유동에 의해 해석하였다. 프로펠러는 보오텍스 격자법(VLM)을 사용하였고 WIG선은 포텐셜 기저 패널법을 사용하여 각 경계조건을 만족시키면서 반복계산을 통하여 상호작용 및 성능을 해석하였다. 자유수면은 강체로 가정하여 경상법을 사용하였다. 프로펠러-WIG의 상호작용 및 성능을 해석하기에 앞서 발표된 실험결과와 계산결과가 있는 MP101 프로펠러와 MR-21 타의 상호작용 및 성능해석을 수행하여 개발된 프로그램의 정도를 검증하였다. 프로펠러-WIG선의 상호작용해석은 프로펠러의 부착위치, 직경 및 회전수의 변화에 따른 비행고도 높이 변화에 대한 양력 및 피치모멘트를 계산하여 비교하였다. 날개 앞에 부착된 프로펠러는 WIG선의 양력을 급격히 향상시키며 정적안정성을 향상시킴을 알았다. 따라서 적절한 프로펠러의 크기, 부착위치 및 회전수의 선택이 PARWIG선의 성능향상을 위해 필수적임을 알았다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.406-417
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• 2014

This paper presents a numerical optimization method to improve the performance of the propeller with Turbo-Ring using real-coded genetic algorithm. In the presented method, Unimodal Normal Distribution Crossover (UNDX) and Minimal Generation Gap (MGG) model are used as crossover operator and generation-alternation model, respectively. Propeller characteristics are evaluated by a simple surface panel method "SQCM" in the optimization process. Blade sections of the original Turbo-Ring and propeller are replaced by the NACA66 a = 0.8 section. However, original chord, skew, rake and maximum blade thickness distributions in the radial direction are unchanged. Pitch and maximum camber distributions in the radial direction are selected as the design variables. Optimization is conducted to maximize the efficiency of the propeller with Turbo-Ring. The experimental result shows that the efficiency of the optimized propeller with Turbo-Ring is higher than that of the original propeller with Turbo-Ring.

• 신재생에너지
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• 제3권3호
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• pp.45-53
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• 2007

This paper demonstrates a computational method in predicting aerodynamic noise generated from wind turbines. Low frequency noise due to displacement of fluid and leading fluctuation, according to the blade passing motion, is modelled on monopole and dipole sources. They are predicted by Farassat 1A equation. Airfoil self noise and turbulence ingestion noise are modelled upon quadrupole sources and are predicted by semi-empirical formulas composed on the groundwork of Brooks et al. and Lowson. Aerodynamic flow in the vicinity of the blade should be obtained first, while noise source modelling need them as numerical inputs. Vortex Lattice Method(VLM) is used to compute aerodynamic conditions near blade. In the use of program X-foil [M.Drela] boundary layer characteristics are calculated to obtain airfoil self noise. Wind turbine blades are divided into spanwise unit panels, and each panel is considered as an independent source. Retarded time is considered, not only in low frequency noise but also In turbulence ingestion noise and airfoil self noise prediction. Numerical modelling is validated with measurement from NREL [AOC15/50 Turbine) and ETSU [Markham's VS45] wind turbine noise measurements.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제14권4호
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• pp.310-323
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• 2013

In this paper, the aeroelastic static response of flexible wings with arbitrary cross-section geometry via a coupled CUF-XFLR5 approach is presented. Refined structural one-dimensional (1D) models, with a variable order of expansion for the displacement field, are developed on the basis of the Carrera Unified Formulation (CUF), taking into account cross-sectional deformability. A three-dimensional (3D) Panel Method is employed for the aerodynamic analysis, providing more accuracy with respect to the Vortex Lattice Method (VLM). A straight wing with an airfoil cross-section is modeled as a clamped beam, by means of the finite element method (FEM). Numerical results present the variation of wing aerodynamic parameters, and the equilibrium aeroelastic response is evaluated in terms of displacements and in-plane cross-section deformation. Aeroelastic coupled analyses are based on an iterative procedure, as well as a linear coupling approach for different free stream velocities. A convergent trend of displacements and aerodynamic coefficients is achieved as the structural model accuracy increases. Comparisons with 3D finite element solutions prove that an accurate description of the in-plane cross-section deformation is provided by the proposed 1D CUF model, through a significant reduction in computational cost.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권2호
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• pp.240-252
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• 1998

The purpose of this study is to develop a method for predicting the aerodynamic performance of the low speed airfoils in the 2-dimensional, steady and viscous flow. For this study, the airfoil geometry is specified by adopting the longest chord line system and by considering local surface curvature. In case of the inviscid incompressible flow, the analysis is accomplished by the linearly varying strength vortex panel method and the Karman-Tsien correction law is applied for the inviscid compressible flow analysis. The Goradia integral method is adopted for the boundary layer analysis of the laminar and turbulent flows. Viscous and inviscid solutions are converged by the Lockheed iterative calculating method using the equivalent airfoil geometry. The analysis of the separated flow is performed using the Dvorak and Maskew's method as the basic method. The wake effect is also considered by expressing its geometry using the formula of Summey and Smith when no separation occurs. The computational efficiency is verified by comparing the computational results with experimental data and by the shorter execution time.