• 한국화재소방학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.10-18
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• 1996

미국이나 일본같은 외국에서는 컴퓨터를 이용하여 화재가 발생하였을 경우 건물내에서의 연기의 거동에 대한 수치해석적 연구가 활발히 연구되고 있다. 그러나, 국내에서는 이에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이에 이 논문은 수치해석을 통하여 전형적인 화재 발생시 일어나는 현상을 정성적으로 해석 하고자 한다. 지배방정식은 유한 체적법 및 비엇갈림격자계를 사용하여 수치해석을 한다. 압력장을 해석하기 위해서는 SIMPLE 알고리즘을 사용하였고 대류항에 대해서는 멱승도식을 사용하였다. 본 논문에서는 plume이 형성된 후 뜨거운 plume 가스가 천장에 부딪쳐 넓게 확산되어 결국 밀폐공간의 벽에 다다르게 되는 것을 보여 주며 밀폐공간내에 연기가 가득 채워지는데 20초 가량 걸린다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.161-168
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• 2011

HVAC(Heating, Ventilating, Air Conditioning) 시스템은 승객실 내부의 열환경을 제어하여 쾌적성을 향상시키거나 전면 유리창에 생성된 성에를 제거하여 운전자의 가시영역을 확보하는 등 차량의 성능과 관련된 매우 중요한 기능을 담당한다. 본 연구에서는 CFX 를 사용하여 HVAC 시스템의 기능 중 제상 덕트의 성능과 관련된 수치해석적 연구를 수행하였다. 제상덕트의 해석결과, 출구에서의 유량배분특성 및 유동구조는 일반적인 설계주안점에 부합된 양호한 결과를 얻었다. 외부온도 $-18^{\circ}C$ 하에서 물의 잠열인 $3.37{\times}10^5$[J/kg]을 고려한 상변화 과정을 수치적으로 모사하기 위하여 열용량법을 사용하였고, 시간에 따른 제상패턴 해석을 위해 얼음과 유리의 고체도메인에 대한 추가적인 격자 생성 작업이 필요하였다. 유동해석 결과, 전면유리 근처의 유동구조, 유적선, 온도장 해석결과는 본 연구에서 수행한 제상덕트 모델이 우수한 성능으로 제상기능을 수행할 수 있음을 보였으며, 수치해석적 결과는 실험적 결과와 비교하여 제상패턴이 잘 일치함을 확인하였다. 또한 전면유리 상의 4 개의 지점에서 얻어진 온도, 물분율, 엔탈피의 시간에 따른 변화를 통해 상변화 과정을 정량적으로 파악하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.44-50
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• 2010

본 연구에서는 튜브-열차 시스템의 기본적인 유동장의 특성을 파악하고, 튜브열차의 공기저항을 계산할 수 있는 보다 효율적인 수치 해법을 제시하고 계산 결과에 대한 타당성을 논하였다. 최소한의 계산 영역 내에선 정상상태의 해를 찾기 위하여 비정상 해석의 결과를 기준으로 하여 경계조건의 부여 방법을 변화시킨 정상 해석의 결과를 비교한 결과, 열차속도가 300 km/h일 경우에는 공기저항의 값이 정상해석 결과와 비정상해석 결과가 잘 일치하였으며, 동일 속도 대역에서의 고속열차 현장시험 결과와 비교한 결과 열차/터널 단면적비에 따라 공기저항의 비가 동일한 추세를 나타나는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.1035-1044
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• 2013

면내 하중을 지지하는 면재와 면외 하중을 지지하는 심재로 구성되는 샌드위치 패널 구조물은 높은 비강도와 비강성을 가지므로 경량화가 요구되는 대형 구조물에 자주 이용된다. 그러나, 이러한 구조물은 필연적으로 높은 하중에 대하여 유연성의 증가를 일으키게 되므로, 이에 대한 구조 안전성 분석이 이루어져야 한다. 이에 대해 실제 풍하중은 거스트 영향 등을 비롯한 비선형성을 가지는 요소들이 고려되어야 하며, 구조물의 안전성 분석을 위하여 입력 하중에 대해 보다 실제 물리현상에 근접하게 모사되어야 한다. 이에 이 연구에서는 유체-구조 연성해석 기법을 이용하여 대형 등격자-보강 패널 구조물에 대한 구조 안전성 분석이 수행되었다. 입력하중인 풍하중에 대하여 보다 실제적 모사를 위해 불규칙 변동 속도성분인 거스트 영향이 고려된 랜덤분포 풍하중에 대한 유동장을 생성하여 압력-변위 사상을 통하여 연성해석이 수행되었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.180-188
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• 2014

현대자동차그룹은 HSM이라고 불리는 간략화된 차량 모델에 대하여 썬루프 버페팅 현상의 실험적인 조사를 시행하였다. 현대자동차그룹은 어떤 CFD솔버가 충분한 정확도를 가지고 썬루프 버페팅 현상을 예측하는지 조사하기 위해 상용CFD공급업체의 참여를 요청하였다. ANSYS Korea는 이번 조사에 참여하여 ANSYS fluent를 이용하여 HSM의 썬루프 버페팅에 대한 수치해석을 수행하였다. 먼저 유동장 검증을 위해 풍속 60 km/h에 대하여 썬루프가 닫힌 HSM모델에 대하여 해석을 수행하였다. HSM상부 면의 세 지점에서 속도 분포를 예측하였고, 이는 시험결과와 비교되었다. 그런 다음 고해상도 난류 모델인 DES를 이용한 해석이 전 풍속영역에 걸쳐 수행되었다. 버페팅 주파수와 버페팅 음압레벨이 예측되었고, 이는 시험결과와 비교되었다. 이를 통해 실제 차량 개발을 위한 CFD의 예측 가능성에 대하여 결론을 얻을 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권2호
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• pp.99-105
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• 2011

중저준위 방사성폐기물 처분장의 안전성 평가를 위하여 지하 사일로와 그 주변의 굴착손상영 역 (EDZ) 및 단열암반을 고려한 지하수유동해석과 핵종이동해석의 통합모델을 개발하였다. 사일로를 다중방벽개념으로 고려하여 사일로를 구성하는 3개의 특성지역 (waste, buffer, concrete)으로 구분하여 해석하였고, EDZ는 사일로 주변과 건설운영 터널 주변의 손상영역을 고려하였다. 단열암반의 불균일성은 분리단열 (discrete fractures)로 부터 해석된 불균일한 지하수 유속계로 도출하였고, 그 결과를 핵종의 이동경로를 모사하는데 사용하였다. 현 모델은 핵종누출에 따른 사일로 배치의 최적화와 안전성의 정량화를 도출하는데 사용가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.871-877
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• 2003

본 논문에서는 생체 실험용 극저주파 자기장 발생장치를 설계하였다. 생체실험 대상 동물이 유동적이지 않고 고정될 경우, 인가 자기장의 방향성에 대한 영향이 있을 수 있다. 이 방향성 영향을 줄이기 위해 2 축에 4개씩, 총 8개의 코일을 사용하여 2축 4중 Helmholtz 코일 구조의 장치를 설계하였다. 정육면체 구조의 자기장 발생 장치를 원통형으로 근사화시킨 수식을 유도하여, 원하는 특정 자기장을 위한 권선수 및 전류치를 계산하였으며, 각 코일의 최적 위치 및 최적 권선비는 수치계산을 통하여 구하였다. 이렇게 얻어진 수치들을 MATLAB 으로 제작한 계산 프로그램에 적용하여, 발생장치 주변에서의 자기장 분포를 계산 해보았으며, 공간에 따른 자기장 세기의 균일도를 평가하여 균일 자기장 분포영역 또는 생체 실험가능 영역을 도출하였다. 잘 설계된 장치의 해석 결과, 임의 기준 자기장에 대해 약 95 %의 균일도를 만족시키는 공간은 정육면체 구조에서 축길이의 60 % 이상이 됨을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1111-1118
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• 2010

비접촉법으로 유동장이나 온도, 화학종 농도의 계측이 가능한 레이저 응용 계측기술은 연소 메카니즘의 해명뿐만 아니라 수치해석 결과의 정당성을 입증하는 수단으로 최근 주목받고 있다. 본 연구에서는 레이저 도플러 유속계와 쉐도우 도플러 입자 분석계를 이용하여 난류 미분탄 화염 내 입자거동에 대하여 관찰하였다. 버너는 여러 광학계측을 용이하게 하기 위하여 대기개방형으로 하였으며, 실험실 규모의 안정된 난류 미분탄화염이 형성 가능한 소형 모델버너를 제작 하였다. 그 결과 미분탄 입자의 평균입경은 연소과정이 진행함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 원인은 다수의 소입경의 미분탄 입자가 휘발분을 방출하여 연소반응에 의해 소실되기 때문이다. 또한 화염 중심부에서 미분탄 입자의 속도장은 입경의 크기에 크게 의존하지 않지만, 화염 외주부에서의 미분탄 입자의 속도장은 입경에 크게 의존하고 있음을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.182.2-182.2
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• 2016

Hollow cathode discharge(중공 음극)는 음극 표면에서 발생되는 2차 전자를 이용하여 높은 밀도의 플라즈마를 만들 수 있는 장점이 있다. 전원으로 microwave, RF, DC, pulsed dc등을 사용할 수 있으며 박막의 증착, 식각 등에 응용 가능하다. 물리적 현상으로는 중공 음극 재료 표면 물질의 가열 및 이온 스퍼터링, 2차 전자의 가열, 자기장 인가 구조의 경우 전자 거동이 있다. PIC(particle-in-cell)방식의 모델링과 fluid model을 이용한 방법이 있는데 본 연구에서는 상용 fluid model software인 ESI사의 CFD-ACE+를 사용하여 모델링 하였다. 구동 주파수는 13.56 MHz의 상용 고주파 전원과 보다 낮은 1 MHz, 100 kHz의 수치 모델을 이용하여 HF, MF, LF 영역에서의 동작 특성을 해석하였다. 1차적으로는 가스 유동의 특성을 2D, 3D로 조사하였고 플라즈마 거동은 2차원을 주로 진행하였으며 계산 시간이 오래 거리는 3차원 모델을 하나 만들어 그 특성을 조사하였다.