복소계수를 이용한 복합적층판의 진동 및 감쇠에 대한 유한요소해석

구교남,이인 ( Kyo Nam Koo,In Lee ) 한국복합재료학회 1992 Composites research Vol.5 No.2

초소형 비행체 하중해석을 위한 공력보정

구교남(Kyo-Nam Koo) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.6

하중해석을 위한 선형 패널법에서 압력과 다운워시와의 관계는 공력영향계수로 표현되며 점성 효과는 무시되고 천음속 영역에서 압축성 효과를 적절히 표현하지 못한다. 공력 영향계수는 공력면의 평면형상에 의해 결정되므로 저 레이놀즈 수의 유동의 특성을 나타내는 데는 한계가 있다. 따라서 공력계수의 시험치를 구속조건으로 하여 압력분포를 직접 보정하거나 다운워시를 보정하여 유효 캠버나 두께를 반영하여 압력분포를 보정하게 된다. 본 논문에서는 전승보정방법과 후승보정방법을 초소형 비행체의 균형해석 및 하중해석을 위한 공기력 보정에 적용하였다. 이론적인 공기력은 패널법을 이용하였으며 단일 구속조건과 이중 구속조건을 적용하여 보정행렬과 보정된 압력계수를 구하였다. 초소형 비행체의 공력보정에 있어서 비행영역의 특성으로 인해 후승보정방법이 보다 나은 결과를 나타내었다. Aerodynamic influence coefficient linearly relates pressure with downwash in panel method for load analysis in which the viscosity of a flow is ignored and the compressibility cannot be taken into account in transonic region. Since the planform of an aerodynamic surface determines the coefficient, the panel method has a limit to the analysis of low Reynolds number flow. The accuracy of the pressure distribution can be improved by a direct correction to the pressure or a correction to the downwash, which is considered the change of camber or thickness, using the aerodynamic coefficients from wind tunnel test as constraints. A premultiplying correction method as well as a postmultiplying correction method is applied to a micro air vehicle to provide more accurate aerodynamic pressure for trim and load analyses. Theoretical aerodynamic pressure is obtained from the panel method. Correction factor matrix and correct pressure coefficient are computed for the conditions with two constraints in addition to single constraint. The postmultiplying correction method gives a better improvement in pressure distribution on micro air vehicle due to the flow characteristics on it.

단순화된 복합재료 날개상자의 구조해석

구교남(Kyo-Nam Koo) 한국항공우주학회 1999 韓國航空宇宙學會誌 Vol.27 No.5

구조해석 및 설계 1 : 복합재료 회전원판의 면내응력 해석

구교남 ( Kyo Nam Koo ) 한국복합재료학회 2005 한국복합재료학회 학술발표대회 논문집 Vol.- No.1

두꺼운 복합재료 회전원판의 동적 특성

구교남(Kyo-Nam Koo) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.8

두꺼운 복합재료 회전원판은 경량화와 고속화가 요구되는 터빈 디스크, 플라이휠 등에 다양한 기계요소도 활용되고 있다. 본 연구에서는 회전속도가 두꺼운 복합재료 원판의 동적특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 두꺼운 복합재료 회전원판의 동적 운동방정식을 유도하고 유한요소 정식화를 수행하였다. 등방성 원판, 원주강화 복합재료 원판, 그리고 반경강화 복합재료 원판에 대한 수치해석을 수행하였다. 횡전단변형과 회전관성의 고려는 원판이 회전할 때에도 고유진동수를 감소시킬 뿐만 아니라 임계속도를 낮추는 역할을 한다. 원판의 회전속도가 증가함에 따라 횡전단변형과 회전관성 효과가 감소한다는 이전의 연구결과와는 달리 탄성계수의 이방성, 두께비, 모우드에 따라 그 효과가 감소 또는 증가할 수 있는 것으로 나타났다. Thick composite disks are utilized in the fast-rotating machines such as turbine disks, flywheels, and so on. The effects of rotating speed on the dynamic characteristics of thick composite disks are deeply studied in this paper. The dynamic governing equations of a rotating composite disk including transverse shear and rotary inertia are derived and then formulated into the finite element equation. Isotropic, circumferentially reinforced disk, and radially reinforced disk are selected for the numerical analysis. The inclusion of the transverse shear and rotary inertia into the governing equation of the rotating disks makes the natural frequency reduced as well as the critical speed. The present results show that the rotation of a thick disk may not reduce the effect of transverse shear and rotary inertia depending on anisotropy, thickness ratio and mode, unlike the results reported in other studies.

W-형 날개의 아음속 공탄성 해석

구교남(Kyo-Nam Koo) 한국항공우주학회 1999 韓國航空宇宙學會誌 Vol.27 No.7

테두리가 보강된 회전 원판의 반-유한요소해석

구교남(Koo, Kyo-Nam) 한국소음진동공학회 2009 한국소음진동공학회 논문집 Vol.19 No.5

In order to increase the critical speed of rotating disks of which functional material could not be changed such as in optical and magnetic data storage disks, a new disk with a rim reinforced by composite material is proposed and its concept is verified by numerical analysis. Stress distributions are found for the rotating disk composed of two annular disks of which materials are isotropic inside and orthotropic outside. Dynamic equation is formulated in order to calculate the natural frequency and critical speed. For the solution of lateral vibration, a rotational symmertry condition is applied along circumferential direction and a finite element interpolation with Hermite polynomial is performed along the radial direction to obtain a proper solution. According to the results, reinforcing a disk at rim makes critical speeds drastically increased, and induces a buckling phenomenon in mode (0,0) which occurs over the lowest critical speed.

축하중이 티모센코 보의 고유진동수에 미치는 영향

구교남(Koo, Kyo-Nam) 한국소음진동공학회 2011 한국소음진동공학회 논문집 Vol.21 No.6

This paper addresses the effect of transverse shear deformation and rotary inertia on the natural frequency of beams under axial loads. It has been reported in the author's paper using a finite element analysis that the Timoshenko effect in a rotating disk deceases and then increases again with increasing rotation speed. To validate the phenomenon, the simply-supported beams under uniform tension are selected in this study since they have exact solutions in vibration problem. The results show that the axial tension in beams would not make the Timoshenko effect decrease monotonically but could make the effect increase again unlike the results reported in the other studies for beams.

극직교 이방성 회전원판의 진동해석 및 임계속도 I

구교남(Koo, Kyo-Nam) 한국소음진동공학회 2006 한국소음진동공학회 논문집 Vol.16 No.2

Rotating annular disks are widely used in data storage devices such as CDs, DVDs(digital versatile disks), and HDs(hard disks). Higher data transfer rate in data storage disks could not be achieved by polycarbonate disks in the present market. The problem can be solved by applying the fiber-reinforce composite materials to the disks. In this paper, an application of composite materials to rotating disks is proposed to increase the critical speed. Dynamic equation is formulated in order to calculate the natural frequency and critical speed for rotating composite disks by the Galerkin method. The orthogonal functions are used in series solution. A companion paper(Part II) presents and discusses the numerical results of vibration analysis and critical speed for rotating polar orthotropic disk using the formulation and solution method given in this paper (Part I).

복합재료 초소형 비행체의 하중 및 구조해석

구교남(Kyo-Nam Koo) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.5

초소형 비행체에 대한 연구는 주로 추진, 제어, 저 레이놀즈 수에서의 고양력 형상, 무선통신 부품의 소형화 및 경량화 등의 문제에 초점이 맞추어져 왔다. 본 연구에서는, 경량의 비행체 구조에 적합한 복합재료를 적용하여 초소형 비행체의 구조 개념설계를 수행하였다. 설계된 초소형 비행체 구조의 하중경로와 응력분포를 파악하기 위해 MSC/NASTRAN의 공탄성 모듈을 이용하여 하중 및 구조해석을 동시에 수행하였다. 3개의 대칭기동, 2개의 반대칭기동, 4개의 비대칭기동 조건들에 대해 초소형 비행체의 안정 미계수를 추출하였다. MSC/NASTRAN의 공력이론은 초소형 비행체 해석에 적합하지 않을 수 있으나 균형해석과 하중해석에 전통적으로 사용된 방법으로 매우 효과적인 방법이며 보다 정교한 이론이나 실험결과에 기초한 보정으로 보완될 수 있다. 구조해석 결과 공기력 보다는 탑재체에 의한 관성력이 주요 하중임을 확인할 수 있었다. Most analyses and researches on Micro Aerial Vehicle(MAV) have focused upon propulsion, automatic control, aerodynamic configuration in low Reynolds number region, and miniaturization of telemetric parts. In the present study, a structural concept for MAV is designed by using the composite material suitable for light flight structures. In order to study the load path and stress state of the MAV, the load and structural analyses are simultaneously performed by the aeroelasticity module of MSC/NASTRAN. The stability derivatives of the MAV are obtained for three symmetric, two antisymmetric, and four unsymmetric maneuvering conditions. Although the aerodynamic theory in MSC/NASTRAN could not be proper for MAV analysis, it provides an traditional and effective tool for trim and load analyses and may be corrected with the results by more accurate theory or test. The results show that the inertial load due to payloads has a more effect on stress rather than the aerodynamic load.