• 대한조선학회지
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• 제26권1호
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• pp.11-23
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• 1989

자유표면을 고려하지 않은 경우 선체주위의 3차원 점성유동을 수치해석하는 전산프로그램을 작성하였다. 복잡한 선체를 합리적으로 처리할 수 있는 body-fitted 좌표계를 사용하고, 난류모델은 $k-\varepsilon$모델을 채택하였다. Reynolds 방정식의 준 3차원 형태를 수치해석하도록 하였다. 작성된 전산프로그램의 합리성과 수치해석적 성능을 파악하기 위하여 단면이 3:1 타원단면의 모델과 SSPA-720 콘테이너 선형을 이용하여 수치해석의 결과와 실험데이터를 비교하였다. 평균속도분포와 압력의 분포는 위 모델의 풍동시험결과와 전반적으로 잘 일치하고 있으나, 난류운동에너지는 선미 부근에서 실제보다 많이 예측되고 있다.

• 한국음향학회지
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• 제34권1호
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• pp.36-45
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• 2015

유동광대역소음을 효율적으로 예측하기 위하여 통계적으로 난류를 재생하는 방법에 대한 많은 연구들이 최근에 진행되고 있다. 그 중에서도, FRPM(Fast Random Particle Mesh) 기법은 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식 해석을 통해 도출된 정상상태 유동장의 난류 운동에너지와 소산 값을 이용하여 특정한 통계적 특성을 가지는 난류를 재생하는 기법으로서 유동광대역소음 문제 등에 성공적인 적용 예에 대해서 보고되고 있다. 하지만 기존의 FRPM 방법은 축류팬과 같이 축 대칭 특성을 갖는 기계의 경우 정상상태의 유동장을 기초로 광대역소음을 예측하는 문제에는 적용할 수 있으나, 원심팬과 같이 볼루트 영역으로 인하여 축 대칭이 성립되지 않는 기계류의 유동광대역소음에는 적용할 수 없다. 본 연구에서는 이러한 FRPM 기법을 확장하여, 원심팬에서 발생하는 광대역소음을 효율적으로 예측하기 위하여 비정상 RANS 방정식의 수치해와 연계하여 광대역소음원으로 고려되는 난류를 특정한 통계적 특성을 가지도록 재생할 수 있는 U-FRPM(Unsteady-FRPM) 기법을 제안하였다. 먼저 전산유체역학을 사용하여 RANS 방정식을 해석함으로써, 원심팬 주위의 비정상상태 유동장 정보를 도출하고, 음향상사법(Acoustic Analogy)을 기초로 도출된 유동소음원을 U-FRPM을 이용하여 모델링하였다. 모델링된 소음원은 경계요소법을 통해 구현되는 선형음향전파모델과 연계하여 수음점에서 광대역소음을 예측하는데 이용되었다. 예측된 결과와 실험결과의 비교를 통해 본 논문에서 제시한 방법의 유효성을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권3호
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• pp.73-88
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• 1990

본 논문에서는 이론적인 방법과 실험적인 방법에 의해서 구와 플레어 형상을 갖는 축대칭 물체와 같이 3차원 물체에 대한 충격력을 검토하였다. 플레어 형상을 갖는 축대칭물체는 선수와 유사한 형상을 갖고 있다. 플레어 형상물체는 연직운동에 대한 것만을 검토한 반면 구에 대해서는 연직운동만이 아니라 사각 충격에 대해서도 검토하였다. 다이폴분포와 등포텐시얼 자유표면문제를 푼 계산결과와 실험결과를 비교하였다. 경계치문제는 알려진 내부유동을 사용함으로써 계산시간을 단축하였다. 이론과 실험의 비교로부터 물체형상에 따라 최대 충격력의 이론추정치는 실험치보다 더 크거나 작을 수 있다는 것을 보여주고 있다. 그러나, 이론치가 실용적으로 사용될 수 있음을 보여주고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.611-618
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• 2018

본 연구에서는 이수의 유동 특성을 분석하기 위한 기초 연구로서 상용 코드인 ANSYS CFX 14.5를 이용하여 고체-액체 2상 유동에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 고체-액체 2상 유동 현상을 모사하기 위해서 균질류 모델과 분리류 모델을 사용하였다. 분리류 모델에서는 Gidaspow의 항력모델을 적용하였으며, 고체 입자에 운동 이론 모델을 적용하였다. 기존의 실험 결과를 기반으로 본 연구에서 사용한 수치해석 모델의 유효성을 검토하였으며, 수치해석은 직경 54.9 mm, 길이 3 m의 수평관에서 체적 분율 0.1~0.5, 속도 1~5 m/s 범위에서 수행되었다. 그리고 압력강하와 고체 입자의 체적 분율 분포를 확인하였으며, 압력강하는 균질류 모델과 분리류 모델이 각각 MAE 17.04 %, 8.98 % 이내에서 실험결과를 잘 예측하였다. 관의 하부에서 높은 체적 분율이 나타나며, 상부로 갈수록 체적 분율은 감소하였다. 그리고 속도가 증가할수록 높이 변화에 따른 체적 분율 분포의 변화는 감소하였으며, 수치해석 결과는 이러한 유동 특성을 잘 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.753-760
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• 2008

본 연구는 재진입 비행체인 Hope-X의 공력특성과 A/L 단계에 있어서 기준궤적 생성에 관한 것으로서 A/L 단계의 궤적생성을 위해서는 우선적으로 Hope-X의 양력계수와 항력계수가 필요하다. 이를 위해서 상용 유동해석 코드인 Fluent를 사용하여 Hope-X의 유동특성을 해석하였다. A/L 단계는 기준 궤적은 개념적으로 3개의 세부단계 : 기체 안정성을 위한 Steepglide Slope 단계, 안전한 착륙을 위한 Flare Maneuver 단계, 이 두 단계를 자연스럽게 연결시키는 Circular Flare단계로 이루어진다. 기준 궤적은 공력계수와 기체의 운동 특성을 고려하여 기하학적 경로식에 의한 각 단계의 경로각을 결정하는 방법을 통하여 생성된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권8호
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• pp.531-540
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• 2022

본 논문에서는 IMM 필터 기반으로 장사정포의 탄종을 식별하고 탄착점을 신속하게 예측하는 알고리즘을 제시한다. 탄도궤적 방정식을 시스템 모델로 사용하고, 각각 다른 탄도계수 값을 갖는 3가지 모델을 IMM 필터에 적용한다. 가속도를 중력, 공기저항, 양력에 의한 3가지 성분으로 나누고 양력가속도를 새로운 상태변수로 추가하여 추정한다. 속도벡터와 양력가속도가 수직이라는 운동학 조건을 유사 측정값으로 추가한 측정방정식을 다룬다. IMM 필터를 통해 추정된 상태변수와 모드 확률이 가장 높은 모델의 탄도계수를 기반으로 탄착점을 예측한다. 탄착점 예측을 위해 일반적으로 사용되는 룽게-쿠타 수치적분 대신, 준해석적인 방법을 사용하여 적은 계산량으로 탄착점을 예측할 수 있음을 설명한다. 마지막으로 최소제곱법을 이용한 상태변수 초기화 방법에 대해 제안하고 성능을 확인하였다. 탄종식별, 탄착점 예측 및 초기화를 포함한 통합 알고리즘을 제시하고 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 3차원 대칭형 날개의 정상/비정상상대에서의 공기력 특성을 Vortex 패널법을 이용하여 수치적으로 연구했다. 이 프로그램은 날개 표면에 분포된 x, y 방향에 따라 선형적으로 변화는 와(Vortex)를 이용하는 프로그램을 기반으로 하여 3차원 날개 주위의 비압축성 포텐셜 흐름에 적용하였고 박리와 후류의 변형은 고려하지 않았다. NACA Airfoil 자료와 비교한 계산결과는 매우 만족스러운 일치를 보여주었다. 또한 갑작스러운 pitch-up운동과 일정한 각속도로 피칭운동을 하는 비정상 날개에 대해서도 본 방법을 적용하였다. 비정상 상태의 연구에서는 출발와류의 생성과 시간에 따른 위치를 고려함으로서 출발와류가 날개의 공기력 특성에 미치는 영향을 계산하였다. 본 방법은 피칭이나 플래핑, 회전익 해석등의 더 복잡한 경우에도 적용되어질 수 있다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제13권1호
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• pp.21-25
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• 2015

Three-dimensional vortex structures in the corner region of translating normal plates are visualized experimentally with defocusing digital particle image velocimetry. Vortex formation processes for three plates with corner angle $60^{\circ}$, $90^{\circ}$, and $120^{\circ}$ are compared in order to study the effect of corner shape on vortex formation. In all cases, the self-induction of the starting vortex and its interaction with the potential flow induced by the moving plate cause the vortex to change its form dynamically after the plate starts to translate. While the vortex near a corner follows the plate in the low corner angle of $60^{\circ}$, the vortex separates early from the plate and its forward motion becomes slow in the high corner angle of $120^{\circ}$. It is also found that the starting vortex can transport inward at the corner, which depends on the corner angle.

• 한국항공운항학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2009

In this paper, reorientation based on angular momentum exchange is applied for a bias momentum stabilized satellite, which is equipped with a spherical fuel tank, and the effect of liquid slosh on the attitude properties such as inertia tensor and angular rate is investigated. In order to represent the slosh motion of liquid an equivalent mechanical model is adopted and full nonlinear equations of motion for three-body system are derived. Computer simulations are performed for several cases, which use the viscosity of liquid and the center location of the tank as input parameters, mainly in order to observe how the viscosity of liquid and the center location of the tank influence the spacecraft’s attitude. The investigation includes observing time-variations of the inertia tensor, especially presence of components of product of inertia during the maneuver.

• 한국항해학회지
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• 제10권2호
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• pp.139-155
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• 1986

In this paper the dynamic effects due to the free water motions in tanks upon the lateral motion of a floating body in regular waves are calculated, in order to obtain the relationship between a motion of a floating body and that of the free water in tanks. Under the assumption that the fluid is ideal and motion amplitudes are small, velocity potential of the fluid in tanks is calculated by the source distribution method and the hydrodynamic forces and moments are calculated by the integration of fluid pressures over the tank surface. Hydrodynamic effects of the fluid on the floating body are expressed in terms of added mass and coupling coefficient obtained from the integration. Computations are carried out for ship with seven wide center tanks and comparisons between the liquid cargo loading case and the rigid cargo loading case are shown.