본 연구에서는 플라잉디스크의 윗면 곡률과 끝단두께에 따른 공력특성의 변화 및 유동 흐름을 EDISON_CFD를 통해 해석하고자 한다. 플라잉디스크는 받음각이 증가할수록 윗면 표면에서는 박리 거품이 발생하게 되고 아랫면에서 윗면으로 올라 갈려는 유동의 흐름이 발생하게 되어 뒷전과 후류에서 거대한 박리 거품이 발생하게 되어 공력특성 및 유동흐름에 큰 변화를 주게 된다. 총 5가지의 형상에 대해서 받음각을 ~까지 마하수 , 해석모델은 KFLOW에서 SST를 레이놀즈수 을 조건으로 각 형상의 공력특성과 유동의 흐름의 비교를 분석하였다. 그 결과 윗면의 곡률이 증가 할수록 앞전박리가 활발해지고, 끝단두께가 두꺼워 질수록 뒷전박리가 활발해진다. 이로 인해 곡률은 완만할수록 두께는 얇을수록 양력계수와 실속각을 증가 시킬 수 있다.

To reduce drag force at supersonic speeds, sharp leading edge is hugely efficient. It is, however, incompatible with leading edge shape to have fine aerodynamic characteristics at subsonic and transonic speeds. It is critical to reduce drag force for enhanced cruise performance and higher efficiency. An air superiority fighter, however, required to have high maneuverability for survivability, and sharp leading edge is not proper. Consequently, variable leading edge is demanded to reduce drag force significantly at supersonic speeds for cruise performance. Leading edge altering system is constructed with rigid material to improve possibility of realization, and minimized movement of its components in altering for reduce effects on flight. It is compared with bi-convex airfoil and NACA 65-006 airfoil, which have comparable maximum thickness. At Mach number 1.7 and zero angle of attack, supersonic mode of designed airfoil indicates approximately 17% higher drag coefficient than the bi-convex airfoil indicates, it is, however, 23% lower than the NACA 65-006 indicates. Also, subsonic mode of the designed airfoil shows fine aerodynamic characteristics in comparison with NACA 65-006 airfoil in subsonic and transonic speed range. In this regard, design of the airfoil achieved the object of this study satisfactorily.

본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 고 레이놀즈수에 유동에서의 탠덤 에어포일에 대한 상대 위치 인자 연구를 진행한다. 탠덤형 날개의 경우 앞뒤 날개의 유동간섭이 날개 성능에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 이를 2차원 탠덤 에어포일로 고려하여 유동간섭을 확인한다. 유동간섭에 따른 에어포일 성능을 분석함으로써 뒤 에어포일의 상대 위치를 결정할 수 있으며, 본 연구결과는 실제 탠덤 날개 형태의 항공기 설계에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

"본 연구에서는 EDISON_CFD의 2D_YUIBM_1 해석자를 사용하여 선인장 단면 모양 실린더의 CD를 가시의 개수(N)와 가시의 깊이(D)에 따른 경향성으로 나타내었다. 저 레이놀즈 수에 대한 유동 해석을 해야 하므로 레이놀즈 수 영역은 20(steady), 40(steady), 100(Unsteady)을 사용하였다. 또한, 특징적인 효과를 보이는 몇 개의 케이스를 선별해 그 모델들에서 CP와 Vorticity의 분포를 조사했으며 이를 통해 저 레이놀즈 수의 선인장 모양 실린더에서 CD의 변화 원인을 규명하였다. 마지막으로, 물체의 기하학적 성질과 유체의 성질을 기반으로 저 레이놀즈 수에서 CD를 최적화하는 공식을 산출하였다."

해양환경에서 큰문제가 되고 있는 아주 작은 크기의 플라스틱 입자인 미세플라스틱(Microplastic)은 잔류성이 크고 생물축적성이 있는 잔류성 유기오염 물질(POP)을 잘흡착하여 해양환경과 먹이사슬에 지대한 피해를 끼친다. 본 연구에서는 해양에 존재하는 대표적인 미세플라스틱 uPVC와 입자상의 잔류성 유기오염 물질 PAH를 원형 실린더로 가정하여 해양 환경에서 침강하고 있는 미세플라스틱이 잔류성 유기오염 물질에 의해 오염될 가능성을 알아보았다 이를 위해 표층및 심층수 환경에서 반지름에 따른 충돌효율과 접촉 시간을 구하여 두 실린더가 접촉할 시간의 기댓값인 기대 접촉시간을 계산하였다.

항공기의 비행 안정성을 판별하기 위해서는 정적(static)안정성과 동적(dynamic)안정성을 모두 고려해야 한다. 본 연구는 EDISON_CFD의 KFLOW_EDISON_2D3DOF, 2D_Com_P해석자를 이용해 2차원익형의 정적(static)계수와 동적(dynamic)계수를 구해 항공기 전체형상의 정적 안정성 및 동적 안정성을 분석하였다. 그 중 2015년도 인간 동력 항공기대회 건국대학교 참가 기체를 예시로 연구를 진행하였다. 주익 익형 SG6043과 미익 익형 NACA0012을 EDISON_CFD를 이용하여 각 익형의 모멘트계수를 구하고 그 결과값을 이용하여 기체의 무게중심에 대한 각 익형의 감쇠계수를 계산하였다. 그리고 주익과 미익의 면적비율과 코드길이의 비율을 고려해 전체 항공기형상의 안정성과 비행 형태를 분석하였다.

선박의 최적 운항 자세를 찾기 위해 자유 수면을 포함한 저항 해석을 수행할 경우 많은 격자를 이용한 비정상 해석으로 인해 계산 시간이 오래 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 이를 개선하여 이중 모형을 이용한 정상 해석을 통해 보다 효율적으로 선박의 최적 운항 자세를 도출하는 방법을 연구하였다. KCS를 대상선으로 선정하여 설계속도(24knots)와 저속(15knots)인 경우에 대하여 평형 상태 및 선수/선미 트림 상태에서 이중 모형 수치해석을 수행하고 기존의 연구결과와 비교하였다. 그 결과 자유수면 유무와 속도에 상관없이 선체 자세에 따른 저항 값은 동일한 경향을 갖는 것을 확인하였다. 하지만 저속일 경우 트림조건에 따른 저항의 변화의 폭에서 차이를 보였으며, 이는 압력저항에 기인한 것이다. 따라서 이중 모형을 이용한 저항 해석은 압력저항의 변동이 큰 경우에는 적용되기 어렵다는 한계점이 있다. 하지만 마찰 저항이 주요한 경우에 적용되어 계산효율을 획기적으로 높일 수 있으며, 정성적인 경향을 제시할 수 있는 타당한 방법이라 사료된다.

"교량의 케이블이나 송전선같은 원형 구조물들은 유동의 불안정성에 의해 물체 후방에 Vortex가 발생한다. 이렇게 발생한 Vortex는 구조물에 진동과 소음을 발생시키게 된다. 본 연구에서는 이러한 원형 구조물들의 배열에 따른 해석을 진행하였다. 같은 크기의 두 원형 실린더를 주 유동 방향으로 정렬시킨 배열을 EDISON 전산열유체 시스템을 이용하여 해석하였다. 두 원형 실린더의 중심의 거리를 1.5D부터 5D까지 변화시켜가며 거리에 따른 각 실린더의 Drag coefficient에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 두 원형 실린더 사이의 거리가 감소할수록 후류 쪽에 위치한 실린더의 Drag coefficient의 값이 감소하는 양상을 보였다. "

본 논문은 EDISON CFD를 사용하여 스포일러가 장착된 무미익 BWB UCAV에 대하여 이차원 유동해석을 수행하였다. 무미익 형상은 일반적인 항공기보다 롤과 요 방향의 안정성과 조성성에 있어 불리한 특징을 갖는데 특히 이∙착륙 시 고 받음각의 영역에서 발생하는 Pitch-up 현상이 항공기 안정성에 문제를 야기한다. 수직 미익 부재와 pitch-up 현상으로 인한 BWB형상의 UCAV가 지니는 단점을 보완하기 위해서 스포일러가 장착된 형상이 적용되기도 한다 본 연구에서는 윗면과 아랫면에 스포일러가 장착된 경우에 대해 전산유동해석을 수행하였다. 해석결과 윗면의 스포일러는 양력의 감소와 항력의 증가를 야기했으며, 아랫면의 스포일러는 양력과 항력을 모두 증가시켰다. 피칭모멘트의 경우 아랫면의 스포일러가 저받음각에서 안정성을 증가시켰다.

"This study shows what difference would be made to the aerodynamic characteristic with different thickness ratio of the same airfoil, Eppler 387, at low Reynolds number, at the angle of attack of 0. Konkuk Univ.‘s airfoil has a bigger thickness ratio than that of the original Eppler 387 airfoil. The reason for the thicker camber is a Pt 100 ohm heater mounted inside the Konkuk Univ.’s airfoil and this was assumed to make some differences to aerodynamic characteristic. The comparison of these two airfoils’ CFD data, provided by EDSION_CFD, with real experiment that had been made in subsonic wind tunnel at Konkuk Univ. is done. A finer result would come out if the complement of the homogeneity of the wind tunnel’s fluid is done in the future."

현대의 스포츠는 과학기술의 발전과 함께 성장하고 있고 골프종목 역시 재료역학적, 공기역학적 발전에 따라 비거리를 점점 늘려가고 있다. 하지만 현재까지의 비거리에 대한 연구는 골프공과 골프채의 재료의 변화와 딤플이 있는 골프공의 공기역학적 연구에 집중해 있었고 요즘에 들어서야 클럽헤드의 공기역학적 형상에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 골프 경기 중 가장 먼 비거리를 만들어 내는 골프채인 드라이버의 단순화된 2차원 클럽헤드 형상을 설정하고 항력을 줄일 여러 가지 방법을 적용하여 최소의 항력을 갖는 헤드 형상을 찾아보았다. 연구결과 10.2°의 로프트를 갖는 클럽헤드는 chord 길이가 face 높이의 3.2배이고, trailing edge가 face의 중심보다 전체 face높이의 10% 아래에 있을 때 가장 적은 항력을 얻을 수 있었다. 결과적으로 이 형상과 기존형상의 스윙 속도 차는 약 2mph로 5yard의 비거리 차이를 가져온다.

"본 논문은 EDISON CFD의 전처리기, eMEGA를 이용하여 격자를 생성하고, 2차원 정렬 격자 기반 비압축성 해석자를 이용하여 유동해석을 진행한 뒤 후처리기, eDAVA를 통해 유동선을 그려 블라인드 장착에 따른 실내 공기 순환에 대한 연구 내용을 담고 있다. 본 연구는 시중에 판매중인 사생활 보호용 블라인드를 포함, 여러 블라인드의 장착 여부에 따라 실내 내부 공기 순환의 양상을 확인하고 실제로 블라인드 장착 시 실내 환기에 어떤 영향을 주는지 유동 선을 통해 확인해 보았다. 블라인드 미장착시, 실내 전체적으로 공기가 고루 순환되는 모습을 보였으며, 블라인드 장착 시 대체로 블라인드 형태에 따라 유동이 이동하는 것을 볼 수 있었다. 본 연구는 사생활 보호와 환기 효율성의 관점에서의 소비자 선택권에 영향을 미치는 효과를 가져 올 것으로 보인다. "

항공기 운항 중 사고가 가장 많이 발생하는 순간이 이착륙 순간이다. 사고의 원인은 실속(Stall)으로 인한 조종성 상실, 버드 스트라이크 등의 이유들이 있다. 본 연구에서는 항공기 날개에 구멍을 내서 구조적인 변화를 통해 이․착륙 시에 가장 많이 적용되는 받음각인 10°에서 흐름의 박리가 지연되고, 양항비가 상승되는 효과를 기대하고 10°이외의 받음각에서 박리가 지연되는지 해석을 진행하였다. 본 연구에서의 최종적 목표는 곡선형태의 구조변화 형상과 이를 실제 항공기에 적용이 가능하도록 제작성과 경제성을 고려하여 단순화 하는 작업을 진행하고 곡선 형태와 같은 효과를 얻고자 해석을 진행하였다. 받음각 10°에서 해석을 진행한 경우 모든 형상들이 흐름의 박리를 지연시키는 효과를 가져왔다.

유체역학적 추력 방향 제어(Fluidic Thrust Vector Control) 방법 중 하나인 동축류 제어 유동 분사를 이용한 추력 방향 제어(Co-flow Thrust Vector Control)의 작동 특성에 대해서 연구하였다. 이 제어 방법은 점성 유동이 벽면에 부착되어 흐르는 코안다 효과(Coanda Effect)를 이용하여 주 유동을 편향 시키는 방법으로서 그 편향각은 이러한 제어 유동 노즐 출구의 플랩 형상에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 출구 플랩 형상을 여러 가지로 바꾸어 가며 주 유동의 전압력 300kPa일 때 제어 유동의 편향각이 포화되는 제어 유동의 전압력을 측정하였다. 그 결과 쐐기형 플랩의 각도가 증가할수록 포화 영역에서의 편향각은 증가하며 그 각은 플랩의 각도와 일치한다. 그러나 각도가 증가할수록 제어 유동이 플랩의 벽면을 지나면서 팽창파에 의해 가속되어 충격파을 발생시키게 되고 이 충격파는 주 유동에게까지 전파되어 주 유동 제트의 속도를 감소시킨다.

두꺼운 에어포일은 받음각이 클 때 역압력 구배가 일어날 수 있기 때문에 날개의 중앙부 후방에서 유동 박리(Flow separation)와 와류 진동(Vortex shedding)이 쉽게 발생할 수 있다고 알려져 있다. 항공기가 이·착륙 할 때 받음각이 커짐에 따라 유동박리에 의한 실속이 발생할 수 있는데 이를 지연 시켜 실속각을 크게 하면 안전성이나 효율 면에서 유리하다. 이를 위해 날개에 Hole을 만들어 와류를 잡아 유동의 박리를 지연시키고자 하였다. 본 연구에서는 EDISON_CFD 시스템의 2D_Incomp_P 솔버를 사용하여 NACA0018 에어포일의 윗면에 다른 위치의 Hole이 있을 때와 크기가 다른 Hole이 있을 때의 실속각이 가장 커지는 경우를 찾아보았다. Hole의 위치와 반지름 크기를 변화시켰을 때 각각의 최대 양력 계수를 비교하여 실속각의 증가와 Streamline을 그려 유동박리가 지연됨을 확인하였다.

슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯판 아래에 있는 공동부의 형상을 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 공동형상 직사각형 5개, 사다리꼴 3개를 선정하여 shock 뒤에서 경계층 안정성, 전압손실을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 그 중 경계층 안정성 측면에서는 형상 L과 R, 전압손실 감소 측면에서는 형상 M과 A가 효과적임을 확인하였고, 종합적으로 슬롯의 끝 면과 공동의 길이방향 끝 면이 일치하는 형상에서 상대적으로 좋은 결과를 얻음을 확인했다. 또한 슬롯과 공동 내부유동을 분석하면서 경계층 안정성과 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 separation 영역을 얼마 원활히 흡입하는지의 여부임을 알 수 있었고, 상류 슬롯에서 발생하는 shock에 대한 추후 해결 연구도 필요함을 알 수 있었다.

항공기의 착륙 과정에서 지면효과에 의해 기체가 원하는 위치에 착지하지 못하는 경우가 있다. 이러한 현상들로 인해 항공기의 착륙 실패 또는 활주로 이탈로 인한 인명피해로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 이러한 착륙과정에서 쓰이는 날개의 부품중 하나인 Spoiler에 대한 공력 해석을 EDISON 전산열유체 시스템을 이용하여 진행해 보았다. 특히 Spoiler의 전개 각도를 다양하게 변화시켜가며 그 전개 각도에 의한 Lift dumping effect에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 예상과 동일하게 전개각도가 커질수록 양력은 감소하였으며 항력의 경우 선형적으로 증가하는 양상을 보였다. 또한 전개각도가 20도보다 커지는 구간부터는 양력이 음수로 작아지는 현상을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 Slotted flap을 장착한 WIG선(Wing In Ground effect ship)에서 발생하는 진동을 최소화하기 위해 WIG선의 공력특성을 수치적으로 분석하고 그에 따라 플랩 형상에 대하여 최적화를 진행하였다. 주 익형에 대한 형상은 NACA 4412로 고정한 상태에서 플랩의 각도와 x, y좌표를 설계변수로 설정하였으며, 그에 따라 설정한 평균 값을 유지하면서 진동의 진폭 크기가 작아지도록 제한 조건 및 목적 함수를 설정하였다. 최적화된 익형에서 플랩과 주 익형 사이에서 분출되는 유체는 코안다 효과의 영향을 받아 플랩 윗부분을 타고 흐른다. 이로 인해 진동에 결정적인 영향을 미치는 박리영역이 억제되었으며, 진동이 최소화 되었다. 결론적으로 플랩의 최적화를 통하여 기본 설계 익형에서 89%의 진동이 저감되는 것과 동시에 Lift/Drag 96.2로 기본 설계 익형에 비해 4.1배 향상되었다.

Fishes usually form a group in water to minimize drag coefficient and this fish schooling is one of representative problems in computational fluid dynamics. In this research, we simulated two fishes as a rectangle. We arranged rectangle horizontal and vertical, then we changed distance between two rectangles and simulated pressure of fluid and drag coefficient. We could find the best distance and position of two fishes that makes minimum drag coefficient.

자동차 주행 중 차 문이 열리는 경우에 운전자가 조향을 유지하는 채로 대응하기란 쉽지 않고, 이것이 방치될 경우 대형사고로 이어질 가능성이 생긴다. 따라서 이를 기계적 또는 역학적으로 해결해야 할 필요성이이 있으며, 본 연구에서는 고양력 장치중의 하나인 gurney flap을 응용하여 항력 발생장치로 이용함으로써 자동차 문이 더 빨리 닫힐 수 있는지에 대한 연구를 진행하였다. 해석 결과, 문 모서리에 flap, 특히 판형 flap을 장착하였을 때, 그렇지 않았을 때보다 2배에 가까운 항력상승 효과가 나타남을 확인하였다.