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표준 동안정 모델의 전산유체해석 및 풍동시험 결과 비교검증
조동현(Donghyurn Cho),김승필(Seung Pil Kim),안은혜(Eunhye An),최윤석(Younseok Choi),노지수(Jisoo Roh),정형석(Hyoung Seog Chung) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.3
본 연구는 국내 · 외 풍동기관들의 정적 공력측정 결과의 상호 비교검증 및 EFD-CFD 검증을 위해 수행되었다. 공군사관학교에서는 NRC 모델 기반 표준 동안정 모델을 제작하여 정적 특성을 측정하고, 풍동시험의 정확성 검증을 위하여 한국항공우주연구원 및 NRC에서 측정된 정적 공력측정 데이터를 상호 비교하였다. 또한 풍동시험 결과를 전산해석 결과와 비교하였으며 전산해석 유동장에서 분석된 오차원인을 확인하기 위하여 스트레이크 영향성을 검토하였다. 그 결과, EFD-CFD 간 피칭모멘트의 경향성이 상이하였으며, 스트레이크 효과는 크게 나타나지 않았다. 따라서 후방 지지대, 표준 동안정 모델의 흡입구에서 발생하는 와류에 의한 오차 분석과 전산해석의 격자해상도 재구성 등의 추가연구 진행이 필요한 것으로 판단된다. This research represents comparison and validation of static aerodynamic results in different wind tunnel organizations and EFD-CFD results. KAFA conducted wind tunnel tests with Standard Dynamics Model(SDM) which is based on the NRC model, the same configuration of KARI; and then compared and analyzed similarities and differences of the data from KARI and NRC results for verifying the accuracy of wind tunnel tests. Also, We compared the result of CFD with that of wind tunnel tests and examined strakes effect in static characteristics which are attached on the forward fuselage of SDM for investigating the cause of some discrepancies. From this analysis, there are some discrepancies in Cm tendency between EFD-CFD and it did not show the big difference of aerodynamic characteristics by strake effects. Thus, we need to research additionally for analyzing the different cause of some discrepancies such as vortex structures by the rear strut or intake of SDM and regenerating grid resolution of CFD.
메타모델(Meta Model)을 활용한 시뮬레이터 구현충실도 향상 연구
조동현(Donghyurn Cho),권기범(Kybeom Kwon),설현주(Hyunju Seol),명현삼(Hyunsam Myung),장영찬(YoungChan Chang) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.10
비행 시뮬레이터에 사용되는 데이터베이스를 신경회로망을 이용한 메타모델로 대체함으로써 기존 시뮬레이터 대비 비행 한계점 부근 공력특성에 대한 구현충실도 및 실시간성을 향상시키고자 하였다. 임의의 비선형 데이터베이스에 대해 메타모델의 정확도가 기존 테이블 검색 방식에 비해 상대적으로 높음을 확인하였으며 특정 F-16 기동에 대한 시뮬레이션을 통해 계산속도도 향상됨을 확인하였다. 신경회로망을 이용한 메타모델에서 은닉노드 수의 증가는 데이터베이스에 대한 추정정확도를 향상시키지만 많은 계산 시간이 소요되는 지수함수 수의 증가로 인해 함수발생 속도가 지연되게 된다. 이를 보완하기 위해 빠른 지수함수 계산 방법을 적용하는 연구도 추가적으로 수행하였다. In this paper, a meta model using neural network substituting for the simulator aerodynamic database is proposed to improve simulation fidelity near the critical flight area and real-time performance. It is shown that the accuracy of the meta model is relatively higher than the existing table lookup methods for arbitrary nonlinear database and the calculation speed is also improved for a specific F-16 maneuver simulation. The increase in the number of hidden nodes in the meta model for better accuracy of database representations causes a delay in function generation due to increased time required for computing exponential functions. In order to make up this drawback, we additionaly study the fast exponential function method.
호모토피 알고리즘을 이용한 Successive Backward Sweep 최적제어 알고리즘 설계 및 궤도전이 문제에의 적용
조동현(Donghyurn Cho),김승필(Seung Pil Kim) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.7
호모토피 알고리즘은 비선형성이 강하거나 다수의 최적해가 존재하는 비선형 최적제어 문제에서 점진적으로 비선형 항으로 고려하게 해줌으로써 강건하게 전역의 최적해를 구할 수 있는 방법이다. 본 논문에서는 초기 추정치에 둔감한 SBS 알고리즘과 호모토피 알고리즘을 결합한 비선형 최적제어 알고리즘을 제시하였다. 이러한 접근방식은 저추력 궤적최적화 문제와 같이 비선형성이 강한 문제의 최적해를 구하는데 효과적이다. 또한, 비선형성이 강한 문제들은 종종 다수 국소 해가 존재하게 되는데, 이러한 경우에 SBS-호모토피 방법은 점진적으로 전역해를 찾는 것을 가능하게 한다. The homotopy algorithm provides a robust method for determining optimal control, in some cases the global minimum solution, as a continuation parameter is varied gradually to regulate the contributions of the nonlinear terms. In this paper, the Successive Backward Sweep (SBS) method, which is insensitive to initial guess, augmented with a homotopy algorithm is suggested. This approach is effective for highly nonlinear problems such as low-thrust trajectory optimization. Often, these highly nonlinear problems have multiple local minima. In this case, the SBS-homotopy method enables one to steadily seek a global minimum.
이기훈,김종범,정명진,엄윤종,조동현,권기범,Lee, Kihun,Kim, Jongbum,Jung, Myungjin,Ohm, Yunjong,Cho, Donghyurn,Kwon, Kybeom 항공우주시스템공학회 2014 항공우주시스템공학회지 Vol.8 No.1
KAFASAT is a CubeSat which has a high level mission of testing the possibility of establishing the LEO satellite constellation providing the role of communication nodes and quasi-realtime image recognition of battlefield in accordance with the aspect of future-war-environment. The high level mission is developed using the Pugh selection method, which is one of system engineering tools. In order to accomplish the high level mission objectives and deduce engineering level requirements, system engineering tools such as Analytic Hierarchy Process and Quality Function Deployment are used. The subsystem synthesis in the context of system engineering process is done using a developed integrated design environment. The paper also includes the conceptual design results of the KAFASAT, which can be used as a baseline for upcoming preliminary design.