• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.347-355
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• 2016

본 연구에서는 격자볼츠만 방법을 기반으로 유체-입자 상호작용에 대한 수치계산을 수행하였다. 유체 유동은 격자볼츠만 방법을 이용하였으며, 유동장 내에서의 고체입자 운동은 계산점(node) 기반의 가상영역으로 간주하여 해석하였다. 유체-입자의 상호작용은 격자볼츠만 방법의 지배방정식에 국부적으로 운동량 교환량을 추가하여 해석하며, 가상영역 내에 위치한 고체입자의 병진 및 회전 운동은 뉴턴 운동 방정식과 오일러(Euler) 방정식을 이용한다. 구성된 상호작용 모델의 유효성을 검증하기 위하여 중립상태에서의 부유 입자운동 및 단 입자의 침강에 대한 수치계산을 수행하였으며, 기존 연구들과의 비교를 통하여 본 연구의 유체-입자 상호작용 모델이 갖는 신뢰성과 효용성을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.173-176
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• 2009

본 논문은 유동과 구조물간의 상호작용으로 인해 유체나 구조, 한 쪽 분야에서의 접근으로는 한계가 있는 고체 로켓 내부 유동-구조-연소 결합 문제를 해결하기 위해 FSI를 이용한 전산해석을 목적으로 한다. ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) 기술 방식을 도입하여 계산 격자의 움직임을 허용하면서도 격자에 대한 연속체 입자의 상대운동이 가능하도록 하였다. 유체 영역의 해석 프로그램은 2차원 압축성 비정상 유동 해석을 위한 오일러 방정식을 ALE 형태를 변형시켜 적용 하였고, 고체 영역의 해석 프로그램은 ALE를 고려한 2차원 동적 유한 요소 방법을 사용하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.19-30
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• 2008

유체 시뮬레이션은 영화나 게임에 등장하는 물, 연기, 불, 폭발, 모래 등과 관련된 애니메이션을 생성하기 위해 유체운동 방정식을 풀어 형상화하는 컴퓨터 그래픽스 기술이다. 본 리뷰 논문은 유체 시뮬레이션에 대한 최근의 연구 동향을 영화를 중심으로 분석한다. 이를 위해 먼저 컴퓨터 그래픽스 분야에서 유체 시뮬레이션을 하는 방법과 이와 관련된 효율적 속도, 사실적 형상화 등의 기술적 이슈들을 격자 방법과 입자방법으로 분류하여 설명한다. 다음으로 2008년 Sci-Tech 오스카상을 수상한 유체 시뮬레이션 연구자 및 개발자들의 업적을 중심으로 그들이 제작한 영화 속에 사용된 기술의 특징을 설명한다. 이 과정을 통해 향후 영상 콘텐츠 분야의 유체 시뮬레이션 연구개발의 발전방향을 짚어보면 유체와 변형체나 고체사이의 상호작용, 상변이에 의한 위상 변화 표현, 유체 기반 크리쳐 생성과 크리쳐와 유체 상호작용 표현 기술이 주목을 받을 것으로 예상한다.

• KSBB Journal
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• 제24권6호
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• pp.533-540
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• 2009

본 연구에서는 난용성 약물인 5'-NIO의 가용화를 위해 초임계 유체 ASES 공정을 이용하여 PVP K-30과의 고체분산체를 제조하고 첨가제인 P188의 영향에 대해 고찰하였다. FE-SEM을 이용하여 초임계 유체 공정으로 제조된 고체분산체 미립자의 형상을 분석한 결과 100-200 nm 크기의 나노입자들이 응집된 형태를 나타내었으며, P188의 함량이 증가함에 따라 입자간의 응집이 증가하여 덩어리 형태로 전환되는 것을 확인할 수 있었다. XRD 분석 결과 5'-NIO 결정피크가 사라진 것을 확인하였으며, 이는 5'-NIO가 고분자 매질내에 분자 또는 나노 크기 수준으로 분산되었음을 의미한다. 또한 FT-IR 분석 결과 5'-NIO와 PVP K-30간에 수소결합과 같은 상호작용이 존재함을 학인할 수 있었다. 5'-NIO/PVP K-30 2성분계 고체분산체에 비이온성 계면활성제를 첨가한 경우 용출률이 현저히 향상되었으나, P188의 함량이 매우 큰 경우에는 오히려 용출률이 감소한 다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 초임계 유체 공정이 기존의 고체분산체 제조 방법을 충분히 대체할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.214-224
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• 1990

본 연구에서는 현 저자의 이전의 연구를 확장하여 균일한 열유속을 갖는 2상 기체-고체입자 위 방정식에서 축 방향의 열전달은 반경 방향의 열전달보다 작아 무시 하였으며, 복사 열전달은 기체와 입자 사이의 온도 차이가 적어 무시하였다. 방정식 중 $F_{px}$ 와 $F_{pr}$ 은 2상 사이의 상호작용에 의한 단위부피당 축방향과 반경방향 의 저항력이며, 수직관의 열전달 특성을 부하도와 상대 입자 크기 $d_{p}$/D를 변화시 켜 가면서 조사하는 것이다.다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.35-44
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• 2013

본 연구에서는 토사 유동과 같은 대변형 해석을 위해 기존 유한요소법이나 유한차분법과 달리 격자를 사용하지 않는 입자법을 사용하였으며, 입자법은 구배, 발산, 라플라시안과 같은 미분연산자에 대응하는 입자간 상호작용모델을 이용하여 연속체의 지배방정식을 이산화하였다. 외부 하중이나 함수비 증가에 따라 고체에서 유체 상태로 변하는 흙의 3차원 대변형 거동을 해석하기 위해 기존 입자법에 흙의 파괴상태를 고려할 수 있는 Mohr-Coulomb 파괴기준을 도입하였으며, 흙의 파괴 이전의 항복이나 경화현상으로 인한 대변형은 흙을 점성 유체로 가정하여 해석하였다. 개발된 입자법은 먼저 구속압이 작용하지 않고 강도가 0인 모래기둥 붕괴실험 결과를 이용하여 검증한 다음, 점착력을 가지고 자립이 가능한 점토기둥 붕괴실험을 실시하여 흙의 항복이나 파괴로 인한 대변형을 시뮬레이션하였다. 개발된 입자법은 모래와 점토의 3차원 대변형 거동을 유사하게 잘 예측하였으며, 파괴 이전에 발생하는 흙의 항복으로 인한 소성변형에 따른 흙기둥 내의 수직 및 전단응력 변화도 계산할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.21-28
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• 2024

본 연구에서는 SPH 해석을 위한 다면체영역분할 기법이 소개된다. SPH 기법은 유체 유동 모사를 위한 수치해석기법으로 무요소기법(meshless method) 중 하나이다. 유동성 지반 또는 고체-유체 상호작용 해석 등에 유용하게 쓰일 수 있다. SPH는 입자기반 해석이기 때문에 입자가 많을수록 결과의 정확도는 높아지지만 수치적 효율성은 떨어진다. 일반적으로 해석의 효율성을 높이기 위해 병렬 프로세싱 알고리즘과 함께 쓰이는데 직교좌표계 기반의 영역분할 기법이 대표적이다. 그러나 복잡한 기하학적 형태나 동적 경계조건에서 유동 모사 등을 병렬 해석하기 위해서는 직교좌표계 영역분할 방법이 적합하지 않다. 소개하는 다면체영역분할 기법은 이와 같은 문제에서 병렬효율성을 높일 수 있는 장점을 갖는다. 다양한 형태의 3차원 다면체 요소로 분할하여 문제에 적합하게 모델링할 수 있다. SPH 입자들의 물리적 값들은 smoothing 길이 이내의 주위 입자들 정보를 이용하여 계산된다. 영역분할 시 물리적으로 분리될 수 있는 입자정보들을 코어간 공유할 수 있는 방법과 병렬효율성이 떨어질 수 있는 cross-point에서의 정보공유 방법이 소개된다. 수치해석 예제를 통하여 제안된 방법의 병렬효율성은 12코어까지 95%에 근접하였다. 이후 코어가 증가할수록 코어간 공유되는 정보량이 많아져 병렬효율성이 떨어지는 문제가 발생되기도 하였다.