• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.12 no.8
• /
• pp.3374-3383
• /
• 2011

In this study, numerical analyses for slamming impact phenomena have been carried out using a 2-dimensional wedge shaped structure having finite deadrise angles. Fluid is assumed incompressible and entry speed of the structure is kept constant. Geo-reconstruct(or PLIC-VOF) scheme is used for the tracking of the deforming free surface. Numerical analyses are carried out for the deadrise angles of $10^{\circ}$, $20^{\circ}$ and $30^{\circ}$. For each deadrise angle, variations are made for the grid size on the wedge bottom and for the entry speed. The magnitude and the location of impact pressure and the total drag force, which is the summation of pressure distributed at the bottom of the structure, are analyzed. Results of the analyses are compared with the results of the Dobrovol'skaya similarity solutions, the asymptotic solution based on the Wagner method and the solution of Boundary Element Method(BEM).

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.71-80
• /
• 1989

In this paper, the concept of the infinite element is applied to the linear wave diffraction and radiation problems. The hydrodynamic pressure forces are assumed to be inertially dominated, and viscous effects are neglected. The near field region surrounding the solid body is modelled using the conventional finite elements, and the far field region is represented using the infinite elements .In order to represent the scattered wave potentials in the far field region more accurately, the infinite elements are developed using special shape functions derived from the asymptotic expressions for the analytical eigenseries solution of the scattered waves. The system matrices of the infinite elements are constructed by performing the integration in the infinite direction analytically to achieve computational efficiency. Numerical analyses are carried out for vertical axisymmetric bodies to validate the infinite elements developed here. Comparisons with the results by other available numerical solution methods show that the present method using the infinite elements gives fairly good results. Numerical experiments are per-formed to determine the suitable location of the infinite elements and the appropriate size of the finite elements which directly affect accuracy and efficiency of the solution.

• Journal of the KSME
• /
• v.43 no.12
• /
• pp.42-46
• /
• 2003

이 글에서는 JAVA 언어를 이용한 인터넷 실험 실습 교육에 대하여 소개하고자 한다. 저자는 영남대학교 기계공학부의 실험 실습 교육 아이템 30여 개를 JAVA를 이용한 가상실험으로 개발한 바 있을 뿐만 아니라, 수치해석 강의나 열전달, 유체역학 등에서 기본적인 개념이나 수치모사에 의한 예제 등을 JAVA를 이용한 프로그램으로 개발하여 교육에 활용한 바 있어 이를 토대로 느낀 바를 이어가고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.41 no.1
• /
• pp.1-9
• /
• 2013

In this paper, numerical simulations are performed on the lock-in phenomena of vortex induced vibration(VIV) of a two dimensional cylinder. A deforming grid as well as a rigidly moving grid are used to simulate the movement of the cylinder. The grid deformation is accomplished by the linear spring analogy. Converged solutions, which are obtained by controling the grid size and the non-dimensional time step, are used for comparison and validation of the analysis results. Moreover, the efficiency and the accuracy of the coupling methods for fluid-structure interaction are examined.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.28 no.4
• /
• pp.271-280
• /
• 2016

The need to accurate quantification of blast pressure loading in the near field is important because the focus of security design of critical infrastructure, buildings and bridges is for near-field detonations. Incident and reflected pressures for near-field detonations are very difficult to be measured by commercially available pressure transducers due to the high pressure and temperature, which requires a verified and validated computational fluid dynamics code to reasonably predict the near-field pressures and impulses. This paper presents numerical studies to verify and validate a CFD code for calculations of incident and reflected overpressures and impulses. The near field is emphasized and recommendations for mesh sizes to optimally simulate the near-field detonation are provided.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.37 no.7
• /
• pp.637-646
• /
• 2013

This study aims to numerically investigate the natural convection characteristics of a magnetic fluid in a cubic cavity. The governing equations of the magnetic fluid are solved using the Generalized-Simplified Marker and Cell Method (GSMAC). The natural convection and heat transfer characteristics of the magnetic fluid were analyzed by varying the intensity and direction of the magnetic field. As a result, it was found that the natural convection characteristics were controlled by the intensity and direction of the magnetic field, and the mean Nusselt numbers were minimized at a vertical intensity of H=-4000 and horizontal intensity of H=12000 of the magnetic field. In addition, the mean Nusselt numbers increased with the intensities of the magnetic field, regardless of the direction of the magnetic field.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
• /
• 2010.03a
• /
• pp.260-266
• /
• 2010

본 연구에서는 사질토 지반에서 펄스 방전(PDT)에 의한 확공 현상을 평가하기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. 수중 폭발 모델을 기반으로 PDT적용을 통해 시추공 내부의 시멘트 페이스트에 발생하는 충격파를 모델링하였고, 이를 바탕으로 사질토 지반에 유발되는 변형을 유체-구조물 연동해석을 통해 예측하였다. 해석 결과, 수치해석을 통한 예측이 문헌에 언급된 지반 확공 정도에 대한 실험 결과와 부합하는 것으로 나타났다. 또한 펄스 방전에 의해 지반의 응력 증가 및 체적 압축 등의 지반 다짐효과를 파악할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.15-20
• /
• 1998

전산유체역학 기법을 이용하여 석탄가스화기 내화재내에서의 온도분포 해석 및 열손실량 계산을 수행하였다. 일차원 이론적 해석, 이차원 전도열전달 해석 및 삼차원 대류-전도 복합열전달 해석 등 세 가지 방법론으로 전산해석을 수행하고 그 결과들을 서로 비교하였으며, 또한 해석결과들을 석탄가스화기 실험결과와 비교하였다. 결과의 정확성, 수치해석상의 편리성(수렴성 및 계산시간) 등을 종합적으로 검토하여, 이차원 전도열전달 해석이 공학적 설계에 적용하기 적절한 방법론임을 제시하였다. 전산해석 결과를 3톤/일급 석탄가스화기에 적용해 본 결과, 총 열손실량은 설계치 운전기준으로 약 1% 정도인 것으로 판별되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.249-249
• /
• 2011

전력용 개폐장치인 진공차단기의 차단부가 송배전 시스템에 30 [kA] 정도의 커다란 사고전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 동작될 때 차단부 내부 전극 사이에 25,000 [K] 이상의 아크 플라즈마가 발생하게 된다. 두 전극 사이에 발생된 아크 플라즈마는 약 10 ms~20 ms 동안 지속되다가 교류전원의 전류영점 부근에서 회복된 절연성능으로 인하여 자연스럽게 소멸되지만, 대전류 구간동안 아크 플라즈마의 집중 현상 등에 의하여 전극의 심각한 손상 등이 발생되면 절연성능이 요구된 만큼 회복되지 못하여 사고전류를 차단하지 못하며 시스템에 연결된 기기들에게 심각한 손상을 입히고 정전사고를 일으킨다. 본 연구에서는 전자계-열유동 연성해석기법을 이용한 축자계 진공차단부에서 발생하는 아크 플라즈마의 3차원 수치해석을 통하여 전극의 심각한 손상을 입히는 아크플라즈마의 집중 현상에 관한 축자계의 영향을 고찰하고자 한다. 수치해석을 위한 아크 영역은 양극과 음극의 직경과 같은 직경의 원기둥으로 가정하였고, 전자계 해석으로부터 얻어진 로렌츠 힘과 줄열을 열유동 해석을 위한 Navier-Stokes 방정식의 파라미터로 입력하여 해석을 수행함으로써 전자계와 유체역학적인 영역을 동시에 연계한 순차적 일방향 연성해석 기법을 적용하였다. 컵형 축자계 진공차단부 내 아크영역에서의 로렌츠 힘의 특성과 온도분포에 대하여 수치해석을 수행하였고, 크기가 다른 두 로렌츠 힘에 의하여 양극표면으로 집중되는 온도분포의 크기를 비교함으로써 진공아크 플라즈마의 집중현상에 영향을 미치는 주요 요소를 규명할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.98-98
• /
• 2012

최고진공도 10-10 mbar, 배기속도 2500 L/s를 구현할 대용량 복합 분자펌프(TMP) 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법이나 Continuum fluid에 대한 Navier-Stokes 해석보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 해석 방법의 타당성을 확인하기 위해 동일한 형상에 대해 Navier-Stokes 해석과 DSMC 해석을 병행하였다. 각각의 수치적 해석에서 공통적으로, TMP의 성능에 지배적인 영향을 미치는 설계변수는 rotor-stator의 날개각임이 확인되었고, 이 설계변수들의 최적값을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 해석결과는 펌프설계에 적용되어 펌프 성능시험결과를 통해 확증된다.