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조규철(Kyuchul Cho),김효진(Hyojin Kim),박일주(Il-Ju Park),장성복(Sungbok Jang) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.11
본 연구는 고효율 복합재 프로펠러를 개발하기 위하여, 항공기 프로펠러 효율 특성 해석을 수행하였다. 비선형 수치해석을 이용하여 프로펠러의 공력 특성을 분석하고, 풍동 실험결과와 비교 분석하였다. 유동해석코드는 비선형 유동방정식인 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stocks)를 수치해석화한 코드를 사용하였다. 해석 결과, 수치해석을 통하여 얻어진 프로펠러의 추력 및 출력계수는 실험결과와 비교하여 다소 높게 분석되었으며, 추력과 출력의 비로부터 계산된 프로펠러 효율은 실험결과와 잘 부합하는 것으로 확인하였다. The analysis of aerodynamic characteristics for aircraft propellers is studied to develop high efficiency composite propellers. It is to verify the accuracy and reliability of predicting the efficiency characteristics of aircraft propellers by applying nonlinear numerical analysis. The numerical simulation method incorporated the CFD code, which is based on RANS (Reynolds Averaged Navier-Stocks) equation. The study includes a comparative analysis between the numerical simulation results and the wind tunnel test results of the full-scale aircraft propeller. The comparison shows that thrust and power coefficients of the propeller calculated by nonlinear numerical analysis are higher than those based on the results generated from the wind tunnel test. The efficiency of the propeller calculated by numerical analysis matches closely to the efficiency based on the wind tunnel test results. The verification results are analyzed, then, will be used in optimizing the design and manufacture of the subject aircraft propeller studied.
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CNT 첨가에 따른 유리섬유/섬유 복합재 제작 및 특성 평가
김형태,이도현,안우진,오창환,제연진,이동박,조규철,박준홍,Kim, Hyeongtae,Lee, Do-Hyeon,An, Woo-Jin,Oh, Chang-Hwan,Je, Yeonjin,Lee, Dong-Park,Cho, Kyuchul,Park, Jun Hong 한국결정성장학회 2021 한국결정성장학회지 Vol.31 No.4
The fiber composites have been investigated as lightweight structure material platforms for aerospace applications because their strength can be enhanced by adding reinforcement without a significant increase in weight. In this study, the fabrication and characterization of carbon nanotube (CNT) reinforced glass fiber composites are demonstrated to enhance the tensile strength of longitudinal direction along the glass fibers. Due to the reinforcement of CNT in epoxy layers, the yield strength of fiber/epoxy composites is enhanced by about 10 %. Furthermore, using scanning electron microscopy, analysis of fracture surfaces shows that mixed CNT in epoxy layers acts as necking agents between fractured surfaces of fiber/epoxy; thereby, initiation and evolution of crack across fiber composite can be suppressed by CNT necking between fractured surfaces. 본 연구에서는 CNT 첨가에 따른 유리섬유/에폭시의 강도 변화를 관찰하기 위해서 에폭시 기지 상에 CNT를 분산 시켜 유리섬유 표면에 도포하였다. 제작된 유리섬유/에폭시/CNT 복합재의 특성을 강도 측정기를 이용해 평가하고, 파괴 메커니즘을 분석하기 위해서, 원자힘현미경과 전자현미경을 활용하여 분석하였다. 원자힘현미경 이미지들을 기반으로 line trace 분석을 통해 CNT 소재의 굵기 및 길이를 분석한 결과, 대부분의 CNT는 약 10 ㎛ 이상의 길이와 평균적으로 47.72 ± 4.0 nm의 두께를 가진것으로 확인되었다. 3 wt%로 혼합한 유리섬유/에폭시/CNT 복합재의 경우 대조 시편인 유리섬유/에폭시와 비교 시, 740.17 ± 111.05 N/mm<sup>2</sup>에서 816.56 ± 200.26 N/mm<sup>2</sup>로 약 10 % 이상의 인장 강도 향상이 관측되었다. 전자 현미경을 이용한 파단면 분석 결과, 에폭시 기지 층에 분산된 CNT가 복합재의 길이 방향으로 배열되어 있음이 관찰되었으며, 유리섬유/에폭시/CNT에 하중 인가 시, 에폭시 층에서 생성된 크랙들의 성장을 에폭시 수지상에 분산된 CNT들이 넥킹 역할을 하면서, 복합재의 인장 강도 향상이 되었다고 판단된다.
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