• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.105-105
• /
• 2019

보나 여수로와 같은 수공구조물의 주변에서 발생하는 흐름 거동은 구조물 모서리에서 발생하는 흐름분리(flow separation)와 이에 따른 전단층(shear layer)과 재순환(recirculation) 흐름 영역의 발달 그리고 분리된 흐름의 재부착(reattachment)이 특징이다. 공학적으로 난류의 해석에 있어서 이러한 흐름 거동들을 정확하게 예측하는 것은 수공구조물 설계에 있어서 중요하다. 이 연구에서는 흐름 분리와 재순환 영역의 발달 그리고 흐름 재부착을 포함하는 후방계단(backward-facing step) 흐름을 155,000의 레이놀즈수 조건에서 하이브리드 RANS/LES 모델을 적용하여 해석결과를 평가한다. 하이브리드 모델로는 벽에 인접한 격자의 해상도에 상대적으로 민감하지 않은 SST(shear-stress transport) 난류 모델을 이용하는 DES(detached-eddy simulation) 기법을 적용하였다. 계단 높이가 h인 계산영역은 흐름방향 길이가 34h, 높이는 계단 상류와 하류에서 각각 1h와 2h 그리고 폭은 $2{\pi}$이다. 계단은 상류단으로부터 10h 하류부 지점에 위치한다. 경계조건으로 상부와 하부 벽면에 대해서는 비활조건을 적용한다. 상류부 수로에서 완전 발달한 흐름을 재현하기 위해서 유입경계조건은 유입부 하류 $2{\pi}h$ 지점에서 계산된 유속과 난류량을 매핑(mapping)기법을 이용하여 반복적으로 적용한다. 총 3.1백만개와 7.3백만개의 셀로 계산영역을 구현한 두 개의 계산격자 그리고 약 3.1백만개의 셀을 이용했지만 벽면 근처에서의 격자 구성을 다른 방식으로 설정한 두 가지 격자를 이용하여 격자 해상도가 DES 수치해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석결과는 본 연구에서 상류단 조건으로 적용한 매핑기법이 대상 수로에서 완전 발달한 흐름을 잘 재현함을 보여주며, 합리적인 DES 해석 결과를 얻기 위해서는 벽에 수직한 방향으로 적절한 격자의 해상도와 분포가 필요함을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.638-644
• /
• 2019

본 연구에서는 전산유체역학 해석을 이용하여 알루미늄 피라미드 트러스 심재 샌드위치의 열유동 특성을 분석하였다. 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 코어를 샌드위치 구조물에 채용할 경우 공기 매질이 자유롭게 유입, 유출될 수 있는 개방형 코어인 점을 고려하여 하중을 지지할 수 있는 구조성능과 함께 방열체로서 다기능성을 구현할 수 있는 구조가 된다. 따라서, 유입되는 공기의 속도변화, 설계변수인 트러스각에 따른 압력강하와 열전달 메카니즘을 확인하기 위해 ANSYS/Fluent를 이용하여 수치해석을 실시하였다. 해석모델에 사용된 샌드위치 패널은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 샌드위치 패널의 위 면재와 아래 면재 사이에는 15개의 피라미드 트러스 유닛셀이 반복되고 있다. 폭 방향으로는 무한히 넓은 유닛셀을 모사하기 위해 대칭조건을 지정하였으며, 입구에는 균일한 속도분포를 경계조건으로 입력하였다. 해석결과 입구부와 첫 유닛셀까지의 구간에서 입구영향이 관찰되었으며, 입구영향을 배제하고 마찰계수와 누셀수를 분석하였다. 공기의 속도가 증가할수록 마찰계수는 감소하였으며, 누셀수는 증가하는 경향을 보인다. 한편, V=1m/s에서 5m/s에서의 마찰계수와 누셀수 변화가 확연하였으며, 이는 층류에서 난류로 유동패턴이 변하기 때문에 거시적으로 열전도보다 대류열전달의 비중이 커졌기 때문이다. 또한, 설계변수인 트러스각에 대해서는 의미가 있을 정도의 마찰계수와 누셀수의 변화는 관찰되지 않았다. 따라서, 트러스각이 강도, 강성 등 구조성능에 민감한 점을 감안하면 다기능성을 염두에 둔 알루미늄 피라미드트러스 심재 설계 시 설계변수의 변화는 구조성능에 더 민감할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.49-55
• /
• 2017

1970년대에 여러 연구자가 시제품 시험장비를 가지고 인발시험을 실시하였으며, 인발시험은 콘크리트 강도를 결정하는 신뢰할 만한 비파괴검사 방법(NDT)으로 입증되었다. 우리는 고강도 콘크리트 강도를 추정하기 위하여 직경 10 mm볼트에 홈이 파인 파단형 인발 볼트와 인발너트, 그리고 로드셀이 필요 없는 오일 유압펌프를 포함한 간이 인발시험법을 제안하였다. 저비용, 간편성 및 편의성을 갖는 간이인발시험의 이점을 검증하기 위하여, 30 MPa 및 50 MPa 급 두가지 유형의 콘크리트로 제작된 4개의 모의벽체를 대상으로 로드셀을 장착한 간이인발시험을 사용하여 인발시험을 실시하였다. 인발하중과 콘크리트 압축강도는 재령 7일까지는 매일, 그리고 14일, 21일, 28일에 측정되었다. 시험결과 인발하중과 콘크리트 압축강도는 매우 밀접한 상관관계를 보여주었으며 따라서 인발하중이 현장에서 구조물의 고강도 콘크리트 강도를 평가할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 파단형 인발볼트 직경과 콘크리트 강도와의 관계식으로 y=0.05x+3.79(x=콘크리트 압축강도, y=파단형 인발볼트 직경)이 도출되었으며 결정계수는 0.88로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.93-100
• /
• 2021

고정된 격자시스템에서 임의형상의 불투과 경계를 갖는 물체와 유체와 연성해석이 가능한 IB(Immersed Boundary)법이 개발 된 이후로 다양한 CFD 모델에서 IB법의 활용이 증가하고 있다. 기존의 IB법의 대부분은 구조물의 경계면에서 산정되는 유체력으로부터 수치적으로 경계조건을 만족시키는 directing-forcing법이나 구조물 내부에 가상셀을 위치시켜 보간을 통해 경계조건을 만족시키는 ghost-cell법들로 알고리즘이 복잡하다. 본 연구에서는 고정된 격자시스템에서 가동물체형 구조물 해석이 가능함과 더불어 3차원으로의 확장도 용이한 SIB(Simplified Immersed Boundary)법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 SIB법은 각 상(phase)의 밀도함수가 국소질량의 중심과 함께 이동하는 것으로 가정한 단일유체모델(one-field model for immiscible two-phase fluid)을 기초로 하였다. 또한 이동하는 고체상태의 구조물을 취급하기 위해 고체의 밀도함수를 이용한 체적가중평균법을 적용하고, 수치확산을 방지하기 위해 이류계산에는 CIP법을 적용하였다. 제안된 SIB법의 해석성능을 검토하기 위해 자유수면으로 낙하하는 물체에 대한 수치모의를 수행하였다. 수치해석결과는 자유수면으로 낙하하는 물체를 양호하게 재현하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.116-121
• /
• 2023

본 논문에서는 딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조를 개발한다. 제안하는 복합 미생물 배양기는 수집한 복합 미생물 데이터에 대해 복합 미생물 데이터 전처리, 복합 미생물 데이터 구조 변환, 딥러닝 네트워크 설계, 설계한 딥러닝 네트워크 학습, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 복합 미생물 데이터 전처리에서는 미생물 배양에 필요한 당밀, 영양제, 식물엑기스, 소금 등의 양에 대해 원-핫 인코딩을 실시하며, 배양된 결과로 측정된 pH 농도와 미생물의 셀 수에 대해 최대-최소 정규화 방법을 사용하여 데이터를 전처리한다. 복합 미생물 데이터 구조 변환에서는 전처리된 데이터를 물 온도와 미생물의 셀 수를 연결하여 그래프 구조로 변환 후, 인접 행렬과 속성 정보로 나타내어 딥러닝 네트워크의 입력 데이터로 사용한다. 딥러닝 네트워크 설계에서는 그래프 구조에 특화된 그래프 합성곱 네트워크를 설계하여 복합 미생물 데이터를 학습시킨다. 설계한 딥러닝 네트워크는 Cosine 손실함수를 사용하여 학습 시에 발생하는 오차를 최소화하는 방향으로 학습을 진행한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발은 사용자가 선택하는 물 온도에 따라 목표하는 pH 농도(3.8 이하) 복합 미생물의 셀 수(10⁸ 이상)를 배양시키기 적합한 순으로 나타낸다. 제안된 미생물 배양기의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는, pH 농도의 경우 평균 3.7로, 복합 미생물의 셀 수는 1.7 × 10⁸으로 측정되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조의 효용성이 입증되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.129-129
• /
• 2015

Dry etcher, PECVD등의 플라즈마 공정 장비의 구조물에는 유전체로 절연된 금속판들이 사용된다. 플라즈마 이론을 보면 이들 표면의 전위는 양전하 플럭스와 음전하 플럭스가 같아서 순전류가 0이 되는 부유 전위를 갖는다. 금속과 같은 전도체의 표면은 모두 같은 전위를 가져야 한다. 일반적인 플라즈마 시뮬레이션 소프트웨어에는 이런 경계 조건이 선택 가능하지 않다. ESI사의 CFD-ACE+의 사용자 루틴 개발 기능을 이용하여 Fortran90문법으로 경계면 최인접 셀의 중심에서 구한 전자 온도와 경계면의 이온 입사 플럭스로 가중평균을 구한 이온 질량을 맥스웰분포를 가정한 부유 전위식에 대입하여 시뮬레이션을 CCP에서 구현하였다. 원형 챔버의 가장자리에 떠 있는 사각 링 전극을 가정하고 이 전극 표면이 접지 전위일때, 유전체 일때, 본 연구에서 개발한 루틴을 적용한 결과를 Ar CCP에 대해서 비교 분석하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1996년도 춘계학술대회논문집; 부산수산대학교, 10 May 1996
• /
• pp.342-348
• /
• 1996

This paper describes the formulation for the vibration analysis of cylindrical shells with stiffeners by the transfer influence coefficient method. This method was developed on the base of the concept of the successive transmission of dynamic influence coefficients. The simple computational results from a personal computer demonstrate the validity of the present method, that is, the numerical high accuracy and the flexibility of programming, are compared with results of the transfer matrix method. It is also confirmed that the present algorithm could provide the solutions of high accuracy for system with a number of intermediate rigid supports. And all boundary conditions and the intermediate stiff supports such as intermediate rigid supports between shell and foundation can be treated only by adequately controlling the values of the spring constants.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.451-456
• /
• 2006

This paper is concerned with the dynamic modeling and controller design for a cylindrical shell equipped with MFC actuators. The dynamic model was derived by using Rayleigh-Ritz method based on Donnel-Mushtari shell theory. The actuator and sensors for the MFC actuator equations were derived based on pin-force model. The boundary conditions at both ends were assumed to be shear diaphragm. After calculating the natural vibration characteristics, the positive position feedback controller was designed to cope with the first two modes. To this end, the equations of motion were reduced to modal equations of motion by considering the modes of interest. The theoretical results show that vibrations can be successfully suppressed.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
• /
• pp.149-154
• /
• 2001

In case of high capacity load force as millions of tons, it is difficult to measure the force with load cell. But we can measure and calculate the force with applied pressure and ram area of hydraulic jack. The 5,200 ton compression load tester is composed of thirteen hydraulic jack with 400 ton capacity. This paper explains the method of measuring the vertical compression load and provides characteristics of unit jack, and displacement of upper structure under maximum load condition.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.111-117
• /
• 2010

The repeated unit cell structure is applied to the composite, the carbon nano tube and sandwich panel. In this paper, a study on the stiffness of unit cell structure has been performed with the tube support plate of the steam generator. For this, repeated unit cell structure's equivalent elastic constant and poisson's ratio was evaluated through FEA and tests under the elastic range load. Also we evaluated the effect on the specimen size from results.