사각 마이크로채널 내의 2 상 유동 압력강하 상관식의 검증 및 개발

최치웅(Chi-woong Choi),유동인(Dong In Yu),김무환(Moo Hwan Kim) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集B Vol.34 No.1

2 상 유동 압력강하에 대한 모델은 균질유동모델과 분리유동모델 두 가지가 있다. 많은 선행 연구자들은 마이크로채널에서의 2 상 유동 압력강하에 대한 상관식을 제시하였고, 대부분은 분리유동모델에 해당하는 Lockhart-Martinelli<SUP>(27)</SUP>의 수정된 상관식에 기초하고 있다. 본 연구에서는 사각 마이크로채널에서의 압력강하에 대한 연구를 위해서 액상의 물과 기상의 질소를 사용하여 사각 마이크로채널에서의 실험을 수행하였다. 2 상 마찰 압력강하는 2 상 유동양식에 큰 연관성을 가지고 있는 결과를 확인할 수 있었다. 6 가지의 2 상 점성 모델을 포함한 균질유동 모델 (Owen<SUP>(21)</SUP>’s, MacAdams<SUP>(22)</SUP>’s, Cicchitti et al.<SUP>(23)</SUP>’s, Dukler et al.,<SUP>(24)</SUP> Beattie and Whalley,<SUP>(25)</SUP> Lin et al.<SUP>(26)</SUP>)과 6 가지의 분리유동 모델 (Lockhart and Martinelli,<SUP>(27)</SUP> Chisholm,<SUP>(31)</SUP> Zhang et al.,<SUP>(15)</SUP> Lee and Lee,<SUP>(5)</SUP> Moriyama and Inue,<SUP>(4)</SUP> Qu and Mudawar<SUP>(8)</SUP>)에 대한 평가를 실험결과와 비교를 통해 수행하였다. 가장 우수한 2 상 점성 모델은 Beattie and Whalley 의 모델이었고, 가장 우수한 분리유동 모델은 Qu and Mudawar 의 상관식이였다. 균질유동모델과 분리유동모델 모두에 대해서 2 상 유동양식에 종속성을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서는 2 상 유동 양식에 기초한 새로운 상관식을 균질유동모델과 분리유동모델에 대해 각각을 제시하였다. There are two kinds of models in two-phase pressured drop; homogeneous flow model and separated flow model. Many previous researchers have developed correlations for two-phase pressure drop in a microchannel. Most correlations were modified Lockhart and Martinelli’s correlation, which was based on the separated flow model. In this study, experiments for adiabatic liquid water and nitrogen gas flow in rectangular microchannels were conducted to investigate two-phase pressure drop in the rectangular microchannels. Two-phase frictional pressure drop in the rectangular microchannels is highly related with flow regime. Homogeneous model with six two-phase viscosity models: Owen<SUP>(21)</SUP>’s, MacAdams<SUP>(22)</SUP>’s, Cicchitti et al.<SUP>(23)</SUP>’s, Dukler et al.<SUP>(24)</SUP>’s, Beattie and Whalley<SUP>(25)</SUP>’s, Lin et al.<SUP>(26)</SUP>’s models and six separated flow models: Lockhart and Martinelli<SUP>(27)</SUP>’s, Chisholm<SUP>(31)</SUP>’s, Zhang et al.<SUP>(15)</SUP>’s, Lee and Lee<SUP>(5)</SUP>’s, Moriyama and Inue<SUP>(4)</SUP>’s, Qu and Mudawar<SUP>(8)</SUP>’s models were assessed with our experimental data. The best two-phase viscosity model is Beattie and Whalley’s model. The best separated flow model is Qu and Mudawar’s correlation. Flow regime dependency in both homogeneous and separated flow models was observed. Therefore, new flow pattern based correlations for both homogeneous and separated flow models were individually proposed.

세장비 인 초음속 공동유동에서 차원 효과로 인한 유동 진동 주파수 분석

김태욱(T.U. Kim),박수형(S.H. Park),이승수(S. Lee),유동옥(D.O. Yu),유흥철(H.C. You) 한국전산유체공학회 2018 한국전산유체공학회지 Vol.23 No.3

Unsteady turbulent flow simulations were performed to investigate flow oscillation frequency due to three dimensional effect in supersonic cavity flow of length-to-depth ratio of 3, width-to-depth ratio of 1 and Mach 1.5. Two- and three-dimensional unsteady simulations result were compared with experimental data and prediction from the Rossiter equation. Pressure oscillation in three-dimensional cavity and the corresponding frequency were well matched with the empirical data. The flow structure corresponding to each mode was investigated. The results show that two dimensional flow is in the wake mode and three-dimensional flow is mainly in the shear layer mode. The oscillation frequency spectrum clearly indicate the three-dimensional effect due to the sidewall.

무인항공기 자동 이착륙 시스템 설계 및 구현에 관한 연구

유동일,정연득,조성욱,신희민,이상협,심현철,최형식,이상종 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.11

In this paper, a precision automatic take-off and landing control system (P-ATOLS) for UAVs is proposed. In this work, a reference trajectory for take-off and landing is designed and a LOS(Line-of-Sight) based longitudinal/lateral trajectory tracking guidance is developed. For design of inner loop controller linear model is derived by system Identification using the flight data. In order to minimize the control performance variation due to the flight regime change during take-off and landing, a supplementary stabilizing control is designed using L1 adaptive control theory, which eliminates the need for conventional gain scheduling approach. A series of flight experiments were performed and the proposed take-off and landing system demonstrated a consistent performance sufficient for carrier deck landing as well as conventional landing on runways. 본 연구에서는 무인기의 정밀한 자동이착륙 구현을 위해 지상 활주로에서 자동으로 이륙하여 지상의 모사 항공모함 활주로에 자동 착륙하는 시나리오를 가정하였다. 이를 위해 이착륙 기준 궤적, 궤적 추종을 위한 시선각 기반 종,횡방향 유도 법칙을 설계하고 제어 시스템 설계를 위해서 비행 시험 데이터 기반으로 시스템 식별 과정을 수행하여 시뮬레이션 모델을 구성하였다. 또한, 이착륙 단계에서 비행 조건 변화에 따른 제어기 성능 변화를 최소화하기 위해 L1 적응 제어 기법을 적용하여 별도의 게인 스케쥴링이 필요 없는 내부 자세 안정화 제어기를 설계하였고 이를 기반으로 실제 비행시험을 수행하면서 본 연구에서 제안한 유도 제어 기법의 타당성을 실증적으로 검증하였다.

초소형 비행체의 자동 편대 비행 시험

유동일,심현철 한국항공우주학회 2010 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2010 No.11

한국 귀금속ㆍ보석시장의 문제점과 육성방향에 관한 연구

유동일,최계봉 경기대학교 한국산업경제연구소 2000 産業硏究 Vol.12 No.-

반도체 Burn-In 공정용 장비 개발

유동상(劉同相) 대한전기학회 1997 전기의 세계 Vol.46 No.10

비행체 운동 역학을 고려한 가속도 기반 경로 추종 시선각 유도 법칙 설계

유동일,심현철 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.11

This paper represents the method for a designing of acceleration based path following Line-of-Sight(LOS) guidance law with vehicle kinematics. the proposed method shows reliable and consistent performance through the guidance gain changes which depend on the variation of flight velocity. the proposed method is validated by flight experiments with given line and circular path. 본 연구에서는 비행체의 운동 역학을 고려하여 가속도 기반 경로 추종 기준 모델을 이용하여 시선각 유도 법칙의 유도 게인 설정 기법에 대해 기술하였다. 제안된 기법은 비행 중에 변화하는 속도에 따라 유도 게인이 변화하면서 주어진 경로를 추종하게 함으로써 안정적이고 일관된 성능을 보일 수 있으며 이는 직선 경로와 원형 경로 추종 시험을 통해 알고리듬의 타당성을 실험적으로 확인하였다.

발명교실 - 발명으로 성공한 사람들의 이야기 - 영화감독 출신 발명기업인

유동일 한국발명진흥회 1988 發明特許 Vol.13 No.5

근접 공중전 상황에서의 무인전투기 자율 공중 교전에 관한 연구

유동일,심현철 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

본 연구에서는 1대1 근접 공중 교전 상황에서 무인 전투기의 자율 교전을 위한 알고리듬을 구성하였다. 각 전투기는 상대기체에 대한 교전 기하학을 기반으로 교전 변수를 계산하고 기총 유효 사거리 내에서의 격추 확률을 기반으로 교전을 평가하도록 하였다. 교전 알고리듬은 상태 추정기, 상태 예측기, 위협 상황 평가, 그리고 점수화 함수로 구성되어있다. 상태 추정기는 적기의 최근의 위치정보만을 이용하여 적기의 미래 상태를 예측하고 상태 예측기는 공격기의 현재 상태를 기반으로 기동 평면 개념을 이용해 행동 가능한 기동 후보들에 대한 미래 상태를 예측한다. 그리고 위협 상황 평가는 항공기의 교전기하학에 따라 위협 상황을 판단하여 공격/방어 기동을 선택하도록 하였다. 전투기는 점수화 함수를 이용해 위협 상황에 따라 미래 상태에 대한 각 기동별 점수를 최대화하는 기동을 선택하여 공중 교전을 수행한다. 본 알고리듬은 비선형 시뮬레이션을 통해 교전 알고리듬의 성능을 검증하였다. In this study, an algorithm for autonomous one-on-one air combat of UCAV is designed in WVR(Within Visual Range). Each fighter computes combat states in combat geometry and performs combat assessment based on a hit probability that is calculated by geometric relationship in gun effective range. the combat algorithm consists of state extrapolator, state predictor, threat assessment and scoring function. An state extrapolator estimates the target’s near future states using past observed position data. An state predictor computes own future states using available maneuvers using maneuver plane concept. A threat assessment determines offensive/defensive mode under the given threat situations. The fighter chooses a maneuver to obtain a highest score by the scoring function with future own states. the algorithm is verified by nonlinear one on one air combat simulation of UCAV.

무인전투기의 자율 근접 공중 교전을 위한 가상 추적점 기반 전술 기동 유도 법칙 설계

유동일,심현철 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

본 연구에서는 무인전투기의 자율 근접 공중 교전을 위해 기본 전투 기동(Basic Fighter Maneuver, BFM)분석을 통해 가상 추적점 개념을 도입하고 이를 기반 전술 유도 법칙을 설계하였다. 전술 기동 유도 법칙은 기존의 추적 유도 기법을 기반으로 하며 이러한 구조는 간단하면서 실시간 구현이 가능한 장점이 있다. 그러나 추적 유도 기법에서는 목표물에 대해서 일치 추적만 가능하게 되므로 이러한 제한을 없애고 교전 기동이 가능하도록 하기 위해 가상 추적점 개념을 도입하였다. 가상 추적점은 전투기의 공력적 특성과 BFM 의 핵심 개념인 선회원과 그 중심점, 총 에너지, 무기 특성 등을 이용해 생성되며 현재의 교전 상황에 대한 판단을 기반으로 추적 기동을 선택하고 각각의 기동 유도를 위해 사용된다. 본 연구에서 제안한 방법은 추적 유도 방식의 단순한 구조와 직관적인 기동 결정, 실시간 구현이 가능한 장점이 있으며 비선형 6 자유도 전투기 모델을 활용한 교전 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다. In this study, tactical maneuvering guidance law is designed based on virtual pursuit point concept from basic fighter maneuver (BFM) analysis. Since the guidance law is type of pursuit guidance that is widely used in missile guidance, it is simple and easy to implement to use with real-time performance. However, it makes the fighter maneuver with pure pursuit during a combat. Hence, virtual pursuit point (VPP) is adopted to complement to limits of pursuit guidance law. The VPP is generated based on fighter’s aerodynamic performance and BFM’s turn circle, total energy and weapon characteristics. The unmanned combat aerial vehicle (UCAV) selects and executes pursuit maneuver with VPP by awareness of current combat situation. The proposed law is verified by combat simulations using nonlinear 6 DOF fighter model.