• 대한기계학회논문집B
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• 제41권9호
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• pp.605-613
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• 2017

최근 기기들이 소형화 되고 이에 따른 효율적인 열방출 방안이 필요해지면서, 마이크로채널에서의 비등에 관한 연구가 주목받고 있다. 그러나 마이크로채널의 경우는 마찰계수 및 열전달 특성이 매크로스케일의 경우와 달라 기존에 매크로스케일에서 도출된 상관식과 비교 시에 큰 오차를 발생시킨다. 또한, 채널 내에서의 비등현상은 메커니즘의 복잡함으로 인하여 실제 문제 적용에 있어서 실험적, 이론적인 방법만으로 접근하는데 무리가 있다. 따라서 이러한 방법들과 더불어 수치해석적인 연구방법이 보완되어져야 하는데, 그동안 수행되어진 연구들은 매크로채널에서의 연구가 대부분이다. 본 연구는 최근 CFD 방법의 대안으로 제시된 격자 볼츠만 방법을 마이크로채널에서의 비등현상을 모의하는데 적용해보았으며, 마이크로채널 내에서의 기포 성장과정에 대하여 예측해 보았다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권2호
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• pp.111-119
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• 2016

기체-액체 이상유동의 거동 시뮬레이션을 위해 Lattice Boltzmann방법(LBM)을 이용하였다. 기체-액체사이의 경계면에서 상호포텐셜 모델인 Shen-Chan방식과 Carnahan-Starling 상태방정식을 도입하였다. 또한 외력항의 처리는 Exact Difference Method를 사용하였다. 개발된 코드를 통하여 상태방정식 특성파악, 기체-액체의 상분리, 표면장력 및 기체 액체 경계면 거동 특성, Homogeneous와 Heterogeneous 캐비테이션, 기포 붕괴등의 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.197-201
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• 2009

다상유동의 상분리 시뮬레이션 기법으로 Lattice-Boltzmann방법(LBM)을 이용하였다. 기체와 액체상사이의 경계면에서 마이크로한 상호교환을 LBM의 등가함수에서 취급하고 있으며, Van-der-Walls의 free energy를 도입하였다. 표면에너지에 따라 상경계면의 기울기의 변화, 온도에 따른 상분리 특성등을 조사하고, 일정 온도상에서 기체와 액체의 상분리 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.531-536
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• 2012

판토그라프 팬헤드의 공력소음 발생의 주요 인자와 영향을 미치는 변수를 분석하였다. 팬헤드 주변의 유체 유동과 결과적인 소음 방사를 분석하기 위해, 수치해석적인 방법 중 하나인 격자볼츠만 방법으로 팬헤드 단순모델을 사용했다. 풍동실험을 통해 측정된 결과로 시뮬레이션 결과를 검증했다. 와흘림이 주요한 공력소음 발생원인이며 Strouhal수, 유체의 속도 및 판토그라프의 형상에 영향을 받았다. 이 논문에 사용된 직사각형 형상을 통해 양력의 발생을 증가시키면서 방사 소음을 줄이는 팬헤드의 설계가 가능함을 제시하였다. 또한 통로나 유선 형상을 이용해 와흘림을 최소로 줄이면, 방사 소음을 크게 저감하는 형상의 설계가 가능함을 구축된 해석모델을 이용하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.539-546
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• 2010

본 연구에서는 격자볼츠만 방법(LBM)을 이용하여 미소채널 내의 유동이 완전 발달 층류유동일 때, 미소채널 내에서의 표면 거칠기 영향에 대하여 수치계산을 수행하였다. 미소채널 내에서 표면 거칠기의 영향을 분석하기 위하여 표면 거칠기의 높이($\varepsilon$), 폭(w), 간격(s)을 조절하여 미소채널에서의 마찰계수(f), 포와이즈수(Po)와 거시적 이론값과 비교하였다. 미소채널에서의 표면 거칠기의 높이가 증가함에 따라 거시적 이론값(Po=24)에 비해서 수치해석으로부터 예측된 값($25{\leq}Po{\leq}29$)이 높게 나타났으며, 표면 거칠기의 폭과 간격은 표면 거칠기의 높이에 비해 미소채널 내부 유동의 변화에 큰 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터 미소채널 내부 유동에서는 표면 거칠기의 영향으로 거시적 층류유동과는 다른 유동현상이 나타난다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.109-114
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• 2009

As one of the promising model on the multiphase fluid mixtures, the Lattice-Boltzmann Method(LBM) is being developed to simulate flows containing two immisible components which are different mass values. The equilibrium function in the LBM can have a nonideal gas model for the equation of state and use the interfacial energy for the phase separation effect. An example on the phase separation has been carried out through the time evolution. The LBM based on the statistic mechanics is appropriate to solve very complicated flow problems and this model gives comparative merits rather than the continuum mechanics model.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.201-206
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• 2006

지구과학은 지구와 지구시스템을 기술(description)하던 기존의 역할에서 벗어나, 진화하는 지구 시스템 안에서 일어나는 프로세스의 모델링(process modeling), 시뮬레이션(simulation) 그리고 이러한 현상들을 구상화(visualization)하는 방향으로 그 접근 방법이 서서히 그러나 매우 역동적으로 변화하고 있다. 하지만 이러한 모델링 및 시뮬레이션은 현대의 컴퓨터 기술의 발달에도 불구하고 그 수행이 쉽지는 않다. 그 이유로는 지구의 현상들은 그 현상의 기초원인이 되는 물리적 화학적 프로세스들이 비선형적이며, 서로 다른 프로세스들이 상호 연동되어 발생하고, 시간에 따라 변화를 보이기 때문이다. 더구나 이러한 복잡한 프로세스들이 암석의 공극구조라는 매우 복잡한 구조 안에 일어날 때, 그 현상의 모델링 및 시뮬레이션은 그 어려움이 더욱 커지게 된다.따라서 이러한 지구시스템의 여러 가지 프로세스들에 대한 효과적인 모델링 및 시뮬레이션을 위해선 지구의 기본 구성단위인 암석의 구조, 즉 복잡한 공극구조의 이해 및 그 형태를 효과적으로 컴퓨터상에서 수치적으로 기술하는 방법의 개발이 선행되어야 한다. 본 발표에서는 이러한 공극스케일의 모델링을 위한 격자볼츠만 방법, 유한요소법을 이용한 수치방법과 그 결과와, 지구의 여러가지 비선형적이고 시간종속적인 프로세서의 모델링에의 응용가능성에 대한 내용을 제시한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권3호
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• pp.77-84
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• 2014

The lattice Boltzmann (LB) method has been used to simulate rarefied gas flows in a micro-system as an alternative tool. However, previous results were mainly focused on a simple geometry with flat walls because the LB method is modeled on uniform Cartesian lattices. When previous boundary conditions for the microflows are applied to curved walls, the use of them requires approximation of the curved boundary by a series of stair steps, and introduces additional errors. For macroflows, no-slip curved wall boundary treatments have been developed remarkably in order to overcome these limits. However, the investigations for the slip curved wall boundary have rarely been performed for microflows. In this work, a curved boundary treatment of the LB method for a slip flow has been introduced. The results of the LB method for 2D microchannel and 3D microtube flows are in excellent agreement with the analytical solutions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권10호
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• pp.811-819
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• 2009

In the present study, deposition of discrete and small particles on a filter fiber was simulated by stochastic method. Trajectory of each particle was numerically solved by Langevin equation. And Lattice Boltzmann method (LBM) was used to solve flow field around the filter collector for considering complex shape of deposit layer. Interaction between the flow field and the deposit layer was obtained from a converged solution from an inner-loop calculation. Simulation method is properly validated with filtration theory and collection efficiency due to different filtration parameters are examined and discussed. Morphology of deposit layer and its evolution was visualized in terms of the particle size. The particle loaded effect on collection efficiency was also discussed.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.436-439
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• 2008

Computer simulation of multiphase flows has grown dramatically in the last two decades. In this work, we have studied the flow characteristics of immiscible two fluids in a 2-D micro channel driven by pressure gradient using multi-phase lattice Boltzmann method suggested by Shan and Chen(1993) considering the fluid-surface interaction. we tried to examine the effects of parameters related to the two phase flow characteristics and pressure drop in the micro channel like contact angle and channel configuration by changing their value. The results of current study could show the lattice Boltzmann method can simulate the behaviors of two phase flow in the region of micro fluidics well.