• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.574-577
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• 2010

이번 연구에서는 저속 비압축성 유체-구조 연성을 고려한 위상 최적화을 위해 새로운 모노리틱 해석을 개발한다. 이 새로운 해석 기법에서는 기존의 유체-구조 연성 시스템 해석 기법에서 유체와 구조 영역을 분리하고 연성 조건을 만족시키는 것과 다르게 하나의 일치된 해석 방정식을 유체 영역과 구조 영역에 동일하게 적용한다. 또한, 경계조건을 만족시키기 위하여 단일화 된 해석 방정식의 물성치를 바꾸어주는 새로운 방식을 제시하였다. 이 새로운 방법에서는 유체, 구조 영역을 분리하지 않고 Navier-Stoke's 방정식과 선형 탄성식을 동시에 사용하였다. 또한, 유체-구조 영역이 연성 해석 중 변화하는 것을 반영하기 위하여 구조 변위를 이용하여 Deformation tensor를 계산하였고 이를 이용하여 변형 후에서의 Navier-Stoke 방정식의 미분을 계산하는 방법을 제안하였다. 그리고, 정상 상태 유체를 가정하고 속도에 비례하는 마찰힘인 Darcy's force 항을 Navier-Stoke 방정식에 넣고 이 마찰 힘의 크기를 변화시킴으로 해서 유체 방정식에서의 연성 경계 조건을 만족시켰다. 선형 탄성 방정식에서 Divergence이론을 이용해서 경계에서 작용하는 외력이 하는 일을 내부 시스템에 하는 일로 계산하였다. 개발된 모노리스 해석 방법을 이용하여 저속 비압축성 유체가 구조에 미치는 압축력을 계산하였고 이용하여 컴플라이언트 미케니즘을 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.121-122
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• 2008

In this paper, computational analysis on the steady-state and transient behaviors of the valve system is discussed. Fluid-structure interaction (FSI) is taken into account using ADINA software. The computational results are experimentally validated.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.107-116
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• 1990

The liquid sloshing in an elastic tank is a fluid-structure interaction problem. It requires nonlinear analysis to solve the complicated physics involved in the large interaction of fluid-structure, the variation of dynamic characteristics of structure due to hydrodynamic loading, and the distorsion of fluid flow due to structural vibration. In this paper a Lagrangian FEM is introduced to analyze the liquid sloshing in an elastic tank assuming that the elastic wall is one degree of freedom rigid wall. Numerical integration is performed using an implicit-explicit algorithm, which is formed by mixing the predictor-corrector method and the Runge-Kutta 4th order method. The influence of dynamic characteristics of the sloshing tank on the fluid flow is discussed. The numerical method is also applied for the simulation of the wall generated wave in the tank.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2016.05a
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• pp.50-54
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• 2016

해양사고 원인규명 통합 분석 시뮬레이션 시스템은 해양사고가 발생하는 과정(선회)을 포함하여 충돌, 좌초, 접촉, 전복, 침수 및 침몰 등의 해양사고를 유체-구조 연성 해석기법의 고도 정밀 M&S 시스템을 사용하여 과학적으로 해양사고의 원인을 분석하고 사고의 손상과정을 체계적으로 재현할 수 있는 시스템이다. 해양사고는 육상과 공중에서 발생하는 자동차와 비행기 등의 충돌이나 추락사고와는 달리 공기의 밀도보다 천배의 물에서 발생하므로 물에서 부양되고, 운동하고, 선내에 물이 침수되고, 운항 중일 때 파도도 생성시키고, 두 물체가 근접할 경우에는 압력이 압착되고, 두 물체가 스쳐 지나거나 안벽이나 해저를 근접하여 운항할 경우에는 압력이 저하되는 등 물에서의 연성효과(interface effect)를 충분히 고려하여 재현할 수 있어야 정확하게 해양사고의 원인을 규명 및 분석할 수 있을 것이다. 또한 황천에서 발생하는 해양사고일 경우에는 강한 조루, 강풍 및 해일성 파도 등을 불규칙 스펙트럼을 사용하여 정확히 구현하여야 황천에서 발생하는 해양사고의 원인을 충분히 분석할 수 있을 것이다. 이러한 해양사고 통합 분석 시뮬레이션 시스템을 이용하여 과학적이고 정확한 해양사고의 원인규명 및 분석으로 심판의 획기적인 신뢰 구축과 심판 지연에 따른 사회적 비용을 최소화하고, 해양사고의 원인과 과실 책임, 나아가서 사고 재발방지 대책수립 등에도 활용하는데도 크게 기여할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2014.10a
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• pp.140-141
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• 2014

최근 대용량 고속 컴퓨터의 출현과 고도 비선형 동적 해석 소프트웨어가 개발됨에 따라 안전사고 규명와 안전설계 등에 고도 정밀 Modeling & Simulation(M&S) 시스템이 널리 적용되고 있다. 특히 해양안전은 천배의 밀도를 갖는 해양에서의 내충돌 및 내충격 응답을 실선규모로 규명 분석하여야 할 것이다. 이를 위해서는 고도 정밀 M&S 시스템에 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법을 적용하여야 보다 정확하고 합리적인 안전성을 평가할 수 있다. 여기서는 이러한 고도 정밀 M&S 시스템을 적용한 해양안전기술의 적용 분야를 소개하고자 한다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.10 no.4
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• pp.1-10
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• 2016

This study analyzes the fabric skin of a wind turbine blade. The fabric skin is a membrane structure that was analyzed using a static Fluid Structure Interaction (FSI) method. For this study the blade of large 5 MW wind turbine was selected. In order to examine the validity of the analysis, a variety of reference data were used. Before conducting static FSI analysis, a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis and modal analysis were done. Then interaction analysis was conducted. FSI analysis was done with imported Aerodynamic data that resulted from the CFD analysis. The resulting observations about the membrane structure, inherent tensions, deformation of the final structure, and aerodynamic forces caused by deformation are reported.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.157-160
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• 2009

멀티 피직스 시스템은 구동을 수치적으로 해석하기 위하여 두 개 이상의 연성이 되어 있는 물리계를 고려해야하는 시스템을 일컫는다. 대표적인 예로 기계 분야에서 현재까지 많이 연구되어 왔던 열탄성(Thermal/Structure)과 유체/구조 연성(Fluid/Structure)시스템을 들 수 있다. 또한 현재 차세대 성장산업으로 많은 관심이 집중되고 있는 의료기기나 지능형 자동차와 로봇 등에서 사용되는 다양한 센서와 엑추에이터 등도 특별한 예로 들 수 있다. 특히, 한 개의 물리계 해석으로 시스템 해석이 가능한 기존의 일반적인 기계 시스템과는 달리 MEMS 등의 초소형 시스템은 시스템의 거동을 수치적으로 계산하기 위하여 여러 물리계의 연성을 고려해야 한다는 점에서 대표적인 다물리계 시스템의 예로 들 수 있다. 이렇게 우리생활에 밀접하게 쓰이고 있는 멀티 피직스 시스템은 단일 물리계 시스템과 비교하여 엔지니어의 경험에 의존하여 설계(Design)하기가 어려운 특성이 있다. 이에 이 연구 논문에서는 이런 멀티 피직스 시스템을 해석하고 최적화 하기위한 노력을 소개한다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.8-13
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• 2016

The micro drill bit automatic regrinding in-line system is a system that refurbishes drill bits used in a PCB manufacturing process. This system is able to refurbish drill bits with a minimum size of ø0.15-0.075mm that have previously been discarded. Beyond the conventional manual cleaning process using ultrasound, this system adopts a water jet cleaning system, making it capable of cleaning drill bits with a minimum size of ø0.15-0.075mm. This paper analyses various contact pressures applied to the surface of drill bits depending on the shooting pressure of the cleaning device and fluid velocity in order to optimize the nozzle location and to detect structural instability caused by the contact pressures.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.11 no.9
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• pp.439-453
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• 2001

This study deals with the free vibration of two identical circular plates coupled with a bounded fluid. An analytical method based on the finite Fourier-Bessel series expansion and Rayleigh-Ritz method is suggested. In the theory, it is assumed that the ideal fluid in a rigid cylindrical container and the two plates are clamped along the plate edges. The proposed method is verified by the finite element analysis using commercial program with a good accuracy. Two transverse vibration modes, namely in-phase and out-of-phase, are observed alternately in the fluid-coupled system when the number of nodal circles increases for the fixed nodal diameter. The effect of gap between the plates on the fluid-coupled natural frequencies sis also investigated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.7
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• pp.731-738
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• 2012

In this study, the evaluation of the aerodynamic characteristics of the NREL Phase VI Rotor System has been performed, for the 7 m/s upwind case using commercial FEA and CFD tools which are ANSYS Mechanical 12.1 and CFX 12.1. The initial operating conditions of the rotor blade include a $3^{\circ}$ tip pitch angle. A numerical simulation was carried out on only the rotor parts, excluding the tower structure based on the equivalent stiffness model, to consider the aeroelastic effect for the numerical simulation using the loosely coupled 2-way fluid-structure interaction method. The blade root bending moment was monitored in real time to obtain reasonable results. To verify the analysis results, the numerical simulation results were compared with the measurements in the form of the root bending moment and the pressure distributions of the NREL/NASA Ames wind tunnel test.