• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.1
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• pp.26-35
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• 1997

본 연구에서는 GTAW 및 GMAW 공정에서 용접부의 열 및 물질유동해석을 수행하기 위한 지배방정식, 해석방법 및 절차를 제시하였으며, 또 실제로 해석한 결과를 에제로 살펴보았다. 그러나 용접공정은 매우 복잡한 물리적 현상을 야기하기 때문에 용접부 수치해석 모델 설정 및 해석의 수행은 용이한 일은 아니다. 그렇지만 이 분야의 연구는 용접 구조물에 대해서 사전에 용접조건 설정을 위한 실제 용접 작업 수행을 하지 않고 용접부 형상, 결함, 냉각속도, 응고 등의 예측을 위한 매우 효과적이고 경제적인 방법으로 사료되기 때문에 용접 분야에 종사하는 관련 연구자들의 관심이 한층 더 요망된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.7
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• pp.723-733
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• 2011

A numerical method of the CSF(Continuum Surface Force) model is presented for the calculation of the surface tension force and implemented in an in-house solution code(PowerCFD). The present method(code) employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with volume capturing method(CICSAM) in a volume of fluid(VOF) scheme for phase interface capturing. The application of the present method to a 2-D liquid drop problem is illustrated by an equilibrium and nonequilibrium oscillating drop calculation. It is found that the present method simulates efficiently and accurately surface tension-dominant multiphase flows.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.56-59
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• 2010

포화된 다공질 매체의 수치해석은 일반적으로 혼합유한요소방법(Mixed Finite Element Method)이 쓰인다. 이 혼합유한요소 방법은 고체변형과 유체의 이동을 동시에 고려하게 되는데 고체의 변형이 거의 없이 유체만 이동할 경우나 고체와 유체의 변형이 없이 간극수압만 존재할 경우에는 요소잠김현상(Element Locking)이 발생하여 혼합유한요소방법으로 해석하기에는 수치적으로 불안정해 진다. 본 논문에서는 이러한 수치적 불안정성을 해결한 스태거드 방법(Park and Tak 2010)을 소개하고 수치적 효율성을 위해 MPI(Message-Passing Interface) 라이브러리를 이용한 병렬해석 기법이 적용된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.918-923
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• 2018

The main function of a fuel tank is to store fuel. On the other hand, the structural soundness of the fuel tank is related directly to the survival of the crew in an emergency situation, such as an aircraft crash, and the relevant performance is demonstrated by a crash impact test. Because crash impact tests have a high risk of failure due to the high impact loads, various efforts have been made to minimize the possibility of trial and error in the actual test at the beginning of the design. Numerical analysis performed before the actual test is a part of such efforts. For the results of numerical analysis to be reflected in the design, however, the reliability of numerical analysis needs to be ensured. In this study, the results of numerical analysis and actual test data were compared to ensure the reliability of numerical analysis for the crash impact test of a rotorcraft fuel tank. For the numerical analysis of a crash impact test, LS-DYNA, crash analysis software, was used and the ALE (arbitrary Lagrangian Eulerian) technique was applied as the analysis method. To obtain actual test data, strain gages were installed on the metal fittings of the fuel tank and linked to the data acquisition equipment. The strain and stress of the fuel tank fitting were calculated by numerical analysis. The reliability of the numerical analysis was enhanced by assessing the error between the strain measurement of the upper fitting obtained from an actual fuel tank and the strain calculated from numerical analysis.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.7
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• pp.721-730
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• 2012

The present paper presents a numerical study on multiphase flows induced by wall adhesion. The continuum surface force (CSF) model with the wall adhesion boundary condition model is used for calculating the surface tension force; this model is implemented in an in-house solution code (PowerCFD). The present method (code) employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with a volume capturing method (CICSAM) in a volume of fluid (VOF) scheme for phase interface capturing. The effects of wall adhesion are then numerically simulated by using the present method for a shallow pool of water located at the bottom of a cylindrical tank with no external forces such as gravity. Two different cases are computed, one in which the water wets the wall and one in which the water does not wet the wall. It is found that the present method efficiently simulates the surface tension-dominant multiphase flows induced by wall adhesion.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.4
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• pp.359-370
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• 2015

The present study aims to numerically investigate the behavior of liquid droplet driven by capillarity force imbalance on horizontal surfaces ranging from hydrophilic to hydrophobic, under various conditions. The droplet behavior has been simulated using an in-house solution code(PowerCFD), which employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with interface capturing method(CICSAM) in a volume of fluid(VOF) scheme for phase interface capturing. The detailed droplet behavior was obtained under various conditions for droplets with different initial shapes, contact angles and surface tension forces(or Bond number). The mechanism of droplet transport was examined using the numerical results on the droplet shapes.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.163.1-163.1
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• 2013

플라즈마 시뮬레이션을 수행하기 전에 현 컴퓨터의 계산 능력범위 내에서 물리적으로 타당하게 설명할 수 있는 수치 해석 방법을 먼저 정한다. 예를 들면, 가스 반응이 많고 각 가스 반응 중에 중요가스 반응을 빠르고 선택적으로 선별하고자 할 때, 혹은 외부 입력 변화에 따른 플라즈마 종의 온도 또는 밀도를 대략적으로 파악하고자 할 때는 공간적인 분포를 고려하지 않는 0차원 global 모델링을 이용한다. 압력이 높고 충돌이 빈번한 경우에는 플라즈마를 유체적인 관점에서 기술이 가능하므로, 볼츠만 방정식에서 속도에 관한 0차, 1차, 2차 모멘텀을 이용하여 유도된 유체 방정식을 이용한다. 반대로 압력이 낮고 충돌이 거의 없는 경우에는 플라즈마 입자를 개별적으로 추적하는 입자 전산 모사 방법을 이용한다. 지금까지는 앞에서 언급한 예와 같이, 개별 플라즈마 상태에 맞는 시뮬레이션 코드를 각각 만들어야 했고, 각 코드를 개별적으로 유지 보수해야 했다. 하지만, 개별적으로 코드를 유지 보수를 해야 할 경우에는, 동일한 기능을 하는 함수를 반복적으로 각 코드에 입력해야 하는 불편함이 따르고, 각 수치해석 방법의 장점을 모은 하이브리드 방법과 같은 전사모사를 개발할 때 각 기능을 통합해야 하는 어려움이 따른다. 또한 지금까지 개발된 대부분의 플라즈마 코드는 외부 입력에 대해 유연하지 못한 대처로 새로운 가스 반응을 추가하거나 새로운 수치해석 방법을 추가할 경우에는 코드를 전체적으로 수정해야 하는 어려움이 있었다. 따라서 코드를 통합적으로 관리할 수 있고, 외부 입력에 대해 유연하게 대처할 수 있는 시뮬레이터가 필요했다. 여기에서는 객체 지향 언어인 C++ 언어를 이용하여, 사용자 입력에 대해 유연하게 대처할 수 있고, 복잡한 화학 반응을 특정 수치 해석 방법에 상관없이 통합적으로 관리할 수 있는 코드를 개발하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.126-139
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• 1995

저속의 압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 유동 및 열전달특성을 해석하였다. 비압축성 유동장에서의 실린더 주위의 유동 및 열전달현상에 대하여는 실험과 수치해석을 포함한 광범위한 연구가 진행되어 왔으며 매우 잘 알려져 있다. 실린더 벽면과 주위 유동장의 온도차가 큰 경우, 밀도의 변화가 커지므로 유동장은 압축성 유체가 되나 지배 방정식의 복잡함과 적절한 수치해석 방법의 부족으로 실린더 주위의 유동장을 압축성유체로 해석한 경우는 매우 드물다. 현재 압축성유동 해석에 널리 사용되는 time marching algorithm은 저속의 유동장 해석시 지배방정식에 나타나는 eigenvalue들의 괴리에 의하여 수렴속도가 현저히 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 난점을 극복할 수 있는 time-derivative preconditioning 방법을 사용하여 온도차가 큰 유동장에서의 강제 및 혼합대류에 대한 계산을 수행하였고 이들의 열전달특성을 비교하였다. 강제대류의 경우 실린더 벽면 온도의 증가에 따른 밀도 감소의 영향은 유동장의 Re수를 감소시켜 확산의 영향을 증가시키면서, 혼합대류의 경우 부력의 영향은 가열되는 유동장의 범위와 재순환 영역을 강제대류에 비해 현저히 감소시킨다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.4
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• pp.631-641
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• 1988

Computational procedures associated with finite element nonlinear analysis of plane frame structures were examined and new solution schemes were suggested. Element stiffness matrix was derived from the principle of virtual displacements. Geometric and material nonlinearities were considered in the formulation. Solution method was based upon the constant displacement length method in conjunction with the Newton-Raphson method. New solution schemes were introduced in determining the initial load increment and the sign of load increments and predicting the length of displacement increment to improve user convenience, efficiency and stability. Numerical experiments were performed for several typical problems and suggested schemes were found efficient and convenient for analyzing nonlinear frame structures.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.3
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• pp.95-102
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• 2001

본 연구에서는 말뚝-지반, 말뚝-캡 상호작용을 고려한 군말뚝 거동을 해석하는 효율적인 알고리즘을 제안하였다. 단독말뚝의 말뚝-지반 상호작용은 하중전이법을 사용하여 비선형적인 특성을 갖는 지반스프링(p-y, t-z, q-z 곡선등)을 이용하여 모델링하였으며 Beam-column 방법을 이용하여 말뚝-지반 시스템을 수치적으로 모델링하였다. 좀 더 실제적인 군말뚝의 해석을 위해서 지반-말뚝-지반 상호작용에 의한 그룹효과와 더불어 군말뚝 내에서 말뚝의 위치 및 말뚝과 말뚝캡의 결합조건에 따른 말뚝-캡 상호작용에 의한 효과를 고려하였다. 본 연구에서는 말뚝-캡의 상호작용에 중점을 두었으며 Beam-column 방법을 이용하여 이를 해석할 수 있는 타당한 수치해석적 방법을 개발하고자 하였다. 개발된 알고리즘을 수치해석 예제를 통해 비교, 검증하였다.