• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.284-287
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• 2001

유한체적법(Finite Volume Method)은 기계공학분야에서 열, 유체현상을 수치해석하는 방법으로 널리 쓰이고 있다. 열전달(Heat Transfer)문제의 지배방정식은 에너지방정식(Energy equation)으로써 그 중 순수 전도문제의 경우 지배방정식은 라플라스(Laplace)방정식의 형태를 띄고 있다. 전계해석의 지배방정식 역시 라플라스 방정식의 형태이다. 수학적으로 동일한 지배방정식을 갖는 다는 것은 물리적으로 같은 현상을 나타내고 있다는 것을 의미하며 이러한 점에 착안을 하여 본 논문에서는 유한체적법을 사용하여 2차원 모델에 대한 전계해석을 수행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.231.1-231.1
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• 2014

열 플라즈마(thermal plasma) 는 저온 플라즈마(cold plasma)와 달리 이온과 전자와 중성입자들이 충분한 에너지 교환으로 인해 열평형 상태를 가진다. 열 플라즈마를 생성 시킬 때 전극 사이에서 아크방전을 시켜 제트 형태로 플라즈마를 발생시키는 것을 플라즈마 토치(plasma torch)라고 한다. 이러한 플라즈마 토치는 화학 원소 분해, 강판 절단, 유해 기체 분해 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 토치를 수치적으로 해석하여 플라즈마의 특성을 알아보았다. 수치해석적 접근방법으로 열 플라즈마는 LTE (local thermodynamic equilibrium)을 가정하였으며 one-fluid 이론을 적용하였다. 이때 사용된 코드는 DCPTUN으로서 $C^{+}^{+}$로 작성된 열플라즈마 유동의 특성해석 코드인 동시에 SIMPLE 알고리즘을 이용한 유체 코드이다. 시뮬레이션은 2차원 축대칭이며 정렬격자계 및 비정렬격자계 모두에서 사용이 가능하도록 되어있다. 또한 맥스웰 방정식을 통해 electromagnetic field를 풀도록 하여 RF 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 이와 같은 열 플라즈마 시뮬레이션을 통해서 플라즈마 토치의 특성을 알아보았다.

• 물과 미래
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• 제24권1호
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• pp.109-117
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• 1991

포화-비포화 영역에서 transient흐름 해석을 위해 유체의 연속방정식과 Darcy 법칙으로부터 다공질 매체에서의 흐름 지배방정식을 유도하였다. 수치해는 가중잔차원리에 입각한 Galerkin 유한요소법으로 구하며, 시간도함수항에는 유한차분법을 적용하였다. 해석에서는 실제 자연상태에서 발생되는 부정호우자료를 이용하고 이때의 지표하 흐름 해석에 필요한 강우 주상도는 제 손실성분을 고려한 초과우량 추정모형으로부터 얻었다. 비포화 토양에서의 흐름을 고려하기 위해 투수계수, 압력수두 및 체적함수비의 상호 함수관계를 이용하였다. 모형은 대칭인 2차원으로서 비등방성, 이질 토층으로 구성하였다.

• 한국자기학회지
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• 제13권1호
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• pp.41-46
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• 2003

본 연구에서는 높이와 길이의 비가 1:4인 장방형 케버티에서 바닥을 가열하고 좌우측 및 상부를 냉각할 경우 나타나는 베나드 유동을 다루었다. 자성유체는 미시적인 견지에서 자장의 영향에 의해 내부입자가 회전을 하고, 그 영향이 거시적인 열유동에 미치게 된다. 본 연구에서는 수치해석방법으로 비전도성 자성유체의 지배방정식계에 GSMAC algorithm을 적용하였다. 그 결과 베나드 유동은 외부자장의 방향 및 세기에 따라 제어할 수 있었고, H=-7000에서 임계점이 존재함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.85-88
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• 2010

본 연구에서는 액체로켓 분사기에서 임계압력 이상의 추진제의 혼합과 연소과정을 수치적으로 모사하여 분석하고자 하였다. 이 과정에서 확장된 $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 이용하여 난류 속도장을 예측하였고 고압에서의 실제 유체 효과를 고려하기 위하여 혼합 추진제의 물성치는 SRK 상태 방정식을 이용하여 계산하였다. 또한 난류 확산 화염에서의 좀 더 정확한 난류와 화학반응의 상호작용을 고려하기 위하여 실제 유체 효과를 고려할 수 있는 층류 화염편 모델을 이용하였다. 수치적인 계산을 바탕으로 이상기체 가정을 사용한 결과와 비교하여 실제 유체의 효과와 기체메탄/액체산소 동축 전단 분사기의 제트화염 구조를 상세하게 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.10-20
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• 2019

충격파 개념을 이용하는 유체 추력벡터 제어는 빠른 벡터링 응답, 간단한 구조 및 낮은 무게로 인하여 큰 벡터링 성능을 달성하는데 많은 이점을 제공한다. 본 논문에서는 전산유체역학 기법을 사용하여 슬롯 인젝터를 가진 3차원 직사각형 초음속 노즐에 대하여 연구를 수행하였다. 계산 방법론을 검증하기 위하여 수치 결과를 실험 데이터로 비교하였다. 대칭 평면에서의 상부 및 하부 노즐벽을 따르는 압력분포는 시험 결과와 잘 일치하였다. $k-{\omega}$ SST 난류모델을 기반으로 한 수치해석을 통하여, 운동량 플럭스 비율의 영향을 철저히 조사하여 추력의 성능 변화를 명확하게 나타내었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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• pp.345-348
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• 2022

본 논문에서는 유체 시뮬레이션(Fluid simulation)중 화염에서 표현되는 불똥 입자(Fire-flake particle)의 생성, 움직임과 삭제를 효율적으로 학습하고 표현할 수 있는 인공지능 기법에 대해 소개한다. 유체 시뮬레이션을 계산하기 위해서는 일반적으로 수치해석학과 같은 학문의 이해가 필요하며 불똥이나 거품과 같은 유체의 2차 효과(Secondary effect)는 기반유체(Underlying fluids)를 통해 추출되기 때문에 복잡하고 계산양이 많아진다. 이러한 문제를 완화하고자 본 논문에서는 인공신경망을 이용한 분류 모델 학습을 통해 격자 내에서 표현되어야 하는 불똥 입자의 생성을 학습하고, 다항 회귀 모델 학습을 통해 불똥 입자의 움직임을 예측한다. 또한, 불똥 입자가 삭제되어야하는 상태를 네트워크 학습을 통해 얻어내며, 수명(Lifespan) 임계값 조절하여 다양한 장면에서 불똥을 제어할 수 있다. 결과적으로 화염의 움직임을 기반으로 불똥의 움직임을 복잡한 수학식이나 디자이너에게 의존하지 않고 인공지능 학습을 통해 쉽게 제어하고 예측하는 결과를 보여준다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.78-80
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• 2016

우주발사체와 항공 분야에서 초음속과 극초음속 영역에서 비행체의 항력을 최소화하기 위한 최적 형상설계 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 마하수 2의 초음속 영역에서 대표적인 비행체 선두부 형상 3가지에 대한 수치해석을 eMEGA 프로그램을 활용해 격자를 생성하고 eDAVA 프로그램을 활용해 유동 해석을 수행하였다. 그 결과 자유유동 마하수 2의 초음속 영역에서는 선두부 형상이 뾰족한 Cone 형상이 3가지 형상 중 작용하는 항력이 가장 적게 나타났고, 선두부가 무딘 형상이 극초음속 영역에서 가장 적합한 현상과 다르게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.61-66
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• 2011

새롭게 제안된 형상의 마이크로채널 PCHE는 기존의 상용 열교환기에 비해 고성능, 고효율의 특성을 보이며 열교환을 수행한다. 본 연구에서는 I, Wavy, Beehive, Surf, I-Wavy, I-Beehive, I-Surf 의 형상을 갖는 다양한 마이크로채널을 모델링하였다. 질량유속 변화에 따른 다양한 마이크로채널 내 유체의 유동특성, 열전달, 압력강하를 살펴보았고 그 결과는 마이크로채널의 열전달 능력을 향상시키는데 이용된다. I 채널은 새롭게 적용된 채널 형상과의 성능비교를 위해 해석을 수행하였다. 다양한 레이놀즈수 변화 하에서 고온측과 저온측 유체는 대향류 형태로 열교환이 이루어지도록 하였다. 수치해석 결과 Surf 형상이 다른 형상들보다 열교환 성능이 우수함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권1호
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• pp.23-31
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• 1994

재회의 초음파 감쇠가 유체속의 원형관으로부터의 공명 산란 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여, 실수 파수 대신에 복소수의 허수부가 초음파 감쇠를 나타내는 복소수 파수(complex wave numbers)를 도입하였다. 유체가 들어있는 원형관에 대해 재료의 감쇠를 고려했을 때, 연속 평면파에 의한 물속에서의 공명 산란 특성을 분석하는 수치 해석 프로그램을 완성하였다. 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 감쇠를 무시한 경우의 수치 해석 결과를 기 보고된 수치 해석 결과와 비교하였다. 알루미늄 및 아크릴 원형관의 감쇠가 이들 원형관의 산란 특성에 미치는 영향을 해석한 결과, 공명피크의 폭이 좁고 예리할수록, 또한 $k_{1{\alpha}}$가 클수록 감쇠의 영향이 뚜렷하였다. 원형관의 공명 산란 특성이 초음파 감쇠에 크게 좌우되었다.