• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2008.03b
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• pp.656-657
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• 2008

The droplet dynamics in a hydrophilic/hydrophobic microchannel, which is applicable to a typical proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), is studied numerically by solving the equations governing conservation of mass and momentum. The liquid-gas interface or droplet shape is determined by a level set method which is modified to treat contact angles. The matching conditions at the interface are accurately imposed by incorporating the ghost fluid approach based on a sharp-interface representation. The effects of contact angle, inlet flow velocity, droplet size and side wall on the droplet motion are investigated parametrically. Based on the numerical results, the droplet dynamics including the sliding and detachment of droplets is found to depend significantly on the contact angle. Also, a droplet removal process is demonstrated on the combination of hydrophilic and hydrophobic surfaces.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.748-751
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• 2011

일반적으로 물체의 거동을 해석하기 위해 고체영역에서는 Lagrangian 기법이 유체영역에서는 Eulerian 기법이 수치해석에 적용된다. Lagranian 기법은 서로 다른 물질의 경계와 자유표면에 대한 거동을 쉽게 추적할 수 있는 반면 물체의 대변형시 해석의 정확성이 떨어지는 단점이 있다. 또한 Eulerian 기법은 물질이동만을 고려하여 변형의 제한이 없는 장점을 가지고 있지만 이동하는 경계에 대해서 조건을 변화 시켜야하는 어려움이 있다. 따라서 이 두기법의 장단점을 서로 보안하기 위해 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)기법이 제안되었으며 이를 적용한 유체-구조물의 상호작용 해석에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 ALE기법을 이용한 자유경계면에 대한 새로운 알고리즘이 제안된다.

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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• 2002.03a
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• pp.443-450
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• 2002

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동 제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri 주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제에 대하여 자세하게 고려되었다. 상세 설계 도면을 기반으로 하여 교량의 전체적인 거동 특성을 정확하게 나타낼 수 있는 3차원 모델이 만들어졌고, 사장교의 제어 성능에 관련된 평가 기준이 수립되었다. 본 연구에서는 제어 가능한 유체 감쇠기에 속하는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, 기존 연구에서 MR 유체 감쇠기를 포함한 구조물의 제어에 효율적이라고 검증된 clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 실제 규모의 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여 수치해석에 이용할 수 있는 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어 가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어 기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동 제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.2
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• pp.108-115
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• 2016

In this paper, fluid-structure of interaction behavior of a fluid-filled cylindrical polymer container impacted by a high speed spherical projectile was studied using ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) method. The hydrodynamic ram phenomenon occurred by the impact projectile penetrating through the container was investigated by examining time histories of projectile velocity and fluid pressure and density. The analysis results were agreed reasonably well compared to those by experiments.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11b
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• pp.546-550
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• 2010

무인잠수정이 원하는 경로를 추종할 수 있도록 안정적인 운항제어를 수행하기 위해서는 잠수정의 동역학적 특성을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 수중에서 거동하는 무인잠수정의 동역학적 특성은 제어입력뿐만 아니라 유체력계수에 의해 주로 결정되므로, 이러한 계수값을 정확하게 아는 것이 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 유체력계수는 PMM 시험과 같은 실험적 방법을 통하여 얻게 되지만 실험방법의 어려움과 실험장비들의 부정확성으로 인한 오차에 의하여, 얻어진 값들의 신뢰성이 많이 저하된다. 계수값들을 구할 수 있는 다른 방법으로는, 확장칼만필터 등과 같은 모델기반 추정 알고리즘을 통하여 유체력계수를 추정하는 것이다. 본 논문에서는 확장칼만필터를 이용하여 유체력계수를 추정하도록 하였으며, 설계된 추정 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 기존에 수행된 PMM 시험에 의해 얻어진 유체력계수의 실험값과 비교 분석하였다. 또한 본 논문에서는 만타형 무인잠수정을 이용하여 원하는 경로를 추종할 수 있도록, 추정된 유체력계수를 사용하여 수심제어 및 방향제어를 위한 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였으며, 충분한 정확도를 가지고 원하는 경로를 추종함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.17 no.3
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• pp.33-38
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• 2012

The droplet ejection behavior from drop-on-demand printhead are investigated numerically for Newtonian and shear-thinning fluid. The numerical simulation is performed using a volume-of-fluid model. In this study, we compare the printable range in terms of Z number and pinch-off time for Newtonian and shear-thinning fluids. The printability range are found to be 1.08 $$\leq_-$$ Z $$\leq_-$$ 12.9 for Newtonian fluid and 0.8 $$\leq_-$$ Z $$\leq_-$$ 12.9 for shear-thinning fluid. However, air entrainment is observed during merging of primary and satellite droplet within the printability range. The pinch-off time of the shear-thinning fluid is apparently shorter compared to the corresponding Newtonian fluid due to shear-thinning effects and the differences in the pinch-off time is enlarged significantly when the capillary number is larger than 0.5.

• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.3
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• pp.223-232
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• 2018

The viscous force of fluids and the capillary force acting on the pore network of the porous media are important factors determining the immiscible displacement during geological $CO_2$ sequestration, these were directly affected by geological formation conditions and injection conditions. This study aimed to observe the migration and distribution of injected fluid and pore water, and quantitatively investigate displacement efficiency on various injection temperatures. This study aimed to perform micromodel experiments by applying n-hexane used as a proxy fluid for supercritical $CO_2$. In this study, immiscible displacement process from beginning of n-hexane injection to equilibrium of the distribution of the n-hexane and pore water was observed. The images from experiment were used to observe the displacement pattern and estimate the areal displacment efficiency of the n-hexane. For investigate the affects of the injection temperatures on the migration in macroscopic, migration of n-hexane in single pore was analyzed. The measurement revealed that the displacement efficiency at equilibrium state decreases as the temperature increases. The result from experiments indicate that the temperatures can affect the displacement pattern by changing the viscous forces and the capillary forces. The experimental results could provide important fundamental information on reservoir conditions and fluid injection conditions during geological $CO_2$ sequestration.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.2
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• pp.175-181
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• 2009

An intelligent control technique using a neural network is proposed for offshore structures exposed to sea-bed earthquakes. Fluid-structure interaction effect was considered in developing controller and a training algorithm for the neural network is presented. In the numerical example, the performance of the proposed neural network controller was compared with that of a passive controller and uncontrolled structures. Based on the example, it can be concluded that the proposed neuro-control scheme can be used for offshore structures with nonlinear characteristics due to its interaction with fluid.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1761-1764
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• 2008

본 연구에서는 상용 3차원 수치모형 코드인 FLOW-3D를 이용하여 난류모형에 따른 유류-유사 분리기 내에서 유체의 흐름거동을 해석하였다. 우수로 인해 발생한 유출수는 유류, 유사 및 쓰레기 등을 포함하고 있기 때문에 3차원적 거동을 하고 다양한 흐름특성을 갖는다. 유류-유사 분리기는 도심지의 지하구조물로서 이러한 유출수의 수질을 개선하여 하천이나 강으로 흘려보내는 기능을 갖는다. 분리기내에서의 복잡한 흐름 거동을 해석하기위해 정류판과 유류흡착기로 구성된 유류-유사분리기를 제작하여 수치모의를 실시하였다. 유류-유사분리기로 유입되는 유입수에 포함된 유사는 유체의 흐름이 분리기내에 설치되어있는 정류판을 지나면서 여과되도록 하였고 유사와 함께 유입수에 포함된 유류는 유류흡착기를 통해 여과되도록 하였다. 기존의 수리실험 결과와 수치모의를 통한 연구결과에서 유입수에 포함된 유사와 유류는 유류흡착기를 설치하였을 경우 유사와 유류의 분류활동이 더 활발하게 이루어지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구에서는 유사와 유류의 포획률을 증가시키기 위한 단계로서 유류-유사분리기에 유류흡착기를 설치하고 분리기내의 복잡한 흐름을 각각의 난류모형을 이용하여 비교분석하였다. 수치모의는 $\kappa$ - 모형과 LES(Large Eddy Simulation) 모형의 두가지 난류모형을 사용하였고, FLOW-3D를 이용하여 3차원 수치모의를 실시하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.21 no.6
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• pp.59-66
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• 2017

In the case of fluid storage structure, hydrostatic pressure acts on the structure due to fluid surge during an earthquake. At this time, hydrodynamic pressure of the fluid charge not only by the strength of the earthquake but also by the sloshing height of the fluid. Factors affecting the change of load include the size, width and height of the fluid storage structure and height of fluid, time-history shape, etc. This paper wanted to identify the relationship between the earthquake shape and fluid free surface shape. The sloshing height measured the height of the fluid by applying earthquake to a tank whose width 500mm and comparison of the experiment and analysis. In addition, the shape of the fluid free surface was measured while varying the shape of earthquake and effective of the shape of earthquake of the fluid was analyzed.