• 한국전산유체공학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.68-73
• /
• 2007

Computational Fluid Dynamics (CFD) approach is now playing an important role in the engineering process in these days. Generating proper grid system in time for the region of interest is prerequisite for the efficient numerical calculation of flow physics using CFD approach. Grid generation is, however, usually considered as a major obstacle for a routine and successful application of numerical approaches in the engineering process. CFD approach based on the unstructured grid system is gaining popularity due to its simplicity and efficiency for generating grid system compared to the structured grid approaches, especially for complex geometries. In this paper an automated triangular surface grid generation using CAD(Computer Aided Design) surface data is proposed. According to the present method, the CAD surface data imported in the STL(Stereo-lithography) format is processed to identify feature edges defining the topology and geometry of the surface shape first. When the feature edges are identified, node points along the edges are distributed. The initial fronts which connect those feature edge nodes are constructed and then they are advanced along the CAD surface data inward until the surface is fully covered by triangular surface grid cells using Advancing Front Method. It is found that this approach can be implemented in an automated way successfully saving man-hours and reducing human-errors in generating triangular surface grid system.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.41-46
• /
• 2015

This paper describes study results on the development of an automatic program for generating surface-panel grid for the aircraft optimal design. The aerodynamic analysis is combined into a PIDO tool in conjunction with a number of programs in order to integrate processes for the optimal design. Due to design optimization's iterative feature, it may require lots of time and cost. To relieve this problem, cost-reduction of computation time for aerodynamic analysis is pursued by using the Panel-method, and reduction of grid generation time by automating surface panelling.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권8호
• /
• pp.685-692
• /
• 2007

본 연구에서는 헬리콥터 하중 해석을 위한 통합해석코드에서 사용되는 에어포일의 공력 성능 테이블 작성 자동화를 위한 GUI 프로그램을 개발하였다. 개발 후 상용화를 위해 PC환경에서 사용이 보편화 되어 있는 윈도우 운영체제 기반으로 프로그램을 개발하였다. 또한, 별도의 과정을 거치지 않고도 계산 과정 및 생성된 격자 표시등의 결과를 확인할 수 있는 후처리 기능을 포함하여 사용자의 편의를 도모하였다. 기 검증된 기존의 전산유체역학 코드를 기본으로 하여 다양한 받음각과 마하수 영역에서 공력해석이 자동적으로 수행되도록 하였으며, 계산 격자는 에어포일 표면 좌표가 입력되면 자동으로 생성되도록 하였다. FORTRAN 으로 작성된 전산유체역학 코드를 별도의 변환 과정 없이 C++ 기반의 GUI 프로그램과 연동시키기 위하여 Mixed-Language 기법을 사용하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권7호
• /
• pp.716-726
• /
• 2010

본 연구에서는 공기역학과 비선형 구조해석을 통합한 다분야 최적설계 최적화(MDO)프레임웍을 사용하여 항공기 날개의 설계를 수행하였다. MDO 문제 중 해결해야할 가장 큰 문제인 자동화를 해결하여 전 과정이 자동화되게 하였다. 공력해석은 FLUENT를 사용하였으며 이를 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 Gambit을 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 전산구조해석을 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 NASTRAN- FX의 비주얼 베이직 스크립트를 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 구조해석은 비선형성을 고려하여 ABAQUS를 사용하였다. 최적화 방법은 전역해를 구하기 유리한 반응표면법을 사용하였다. 목적함수는 날개 무게의 최소화이고 제약 조건은 양항비, 날개의 변위 그리고 구조응력량으로 정하였다. 그리고 설계변수는 가로세로비, 테이퍼비, 후퇴각 그리고 상하스킨의 두께로 정의하였다. 최적화 설계결과는 본 자동화 MDO프레임웍이 성공적으로 구성되었음을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.229-237
• /
• 2008

본 연구에서는 항공기 날개를 설계하기 위하여 공기역학과 구조해석을 통합한 다분야 설계최적화(MDO) 프레임웍을 구성하였다. 파라미터 모델링 기법을 사용하여 최적화 전 과정을 자동화하였다. 공력해석은 Fluent를 사용하였으며 이를 위한 격자는 CATIA의 파라미터 모델과 Gridgen을 사용하여 자동으로 생성되도록 하였다. 유한요소해석을 위한 격자는 MSC.Patran의 PCL 기능을 사용한 파라미터 방법으로 자동으로 생성되도록 하였다. 공력하중은 volume spline method를 사용하여 구조하중으로 변환시켰다. 최적화 방법은 전역해를 구하기 유리한 반응표면법을 사용하였다. 최적화 문제로 목적 함수는 날개의 무게의 최소화, 제약조건은 양항비와 날개의 변위로 정하였다. 그리고 종횡비, 테이퍼 비 및 후퇴각을 설계변수로 정의하였다. 최적화 시험 결과는 본 MDO 프레임웍이 성공적으로 구성되었음을 보여주었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.844-847
• /
• 2005

A seamless analysis of complex geometry is one of greatly interesting topic. However, there are still gaps between the industrial applications and fundamental academic studies owing to time consuming modeling process. To resolve this problem, an auto mesh generation program based on grid-based approach has been developed for IT-product in the present study. At first, base mesh and skin mesh are generated using the information of entities which extracted from IGES file. Secondly the provisional core mesh with rugged boundary geometry is constructed by superimposing the skin mesh as well as the base mesh generated from the CAD model. Finally, the positions of boundary nodes are adjusted to make a qualified mesh by adapting node modification and smoothing techniques. Also, for the sake of verification of mesh quality, the hexahedral auto mesh constructed by the program is compared with the corresponding tetrahedral free mesh and hexahedral mapped mesh through static finite element analyses. Thereby, it is anticipated that the grid-based approach can be used as a promising pre-processor for integrity evaluation of various IT-products.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.239-245
• /
• 2014

강화재의 복잡한 배열로 인하여 복합재 구조에 대한 유한요소 모델링은 상당히 까다로운 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 복합재 구조에 대하여 효율적으로 주기 격자망을 생성시킬 수 있는 기법을 제안한다. 먼저 육면체 유한요소로 구성된 규칙적인 격자망을 준비하고, 이를 복합재 내의 강화재에 대한 표면 정보에 맞추어 깎아낸다. 강화재와 기지재 사이에서 깎여진 육면체 유한요소는 임의의 절점과 면을 가질 수 있는 다면체 유한요소에 해당한다. 일관된 알고리즘을 이용하여 육면체 유한요소를 깎아내기 때문에 강화재와 기지재 사이의 요소는 자동적으로 적합한 형태로 구성된다. 또한 대표체적영역 내에서 강화재의 주기성을 추가적으로 고려하면, 대표체적영역에 대한 각각의 주기 경계 쌍에서 절점과 요소의 형태가 모두 일치하는 주기 격자망을 효율적으로 생성시킬 수 있다. 그러므로 별도의 처리 없이 대표체적영역에 주기 경계조건을 부여할 수 있다. 수치예제에서는 본 논문에서 제안한 기법의 효용성을 검증한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
• /
• pp.70-73
• /
• 2006

Mesh generation for the region of interest is prerequisite for numerical analysis of governing partial differential equations describing phenomena with proper physic. Mesh generation is, however, usually considered as a major obstacle for a routine application of numerical approaches in Engineering applications. Therefore automatic mesh generation is highly pursued. In this paper automated quadrilateral surface mesh generation is proposed. According to the present method, Cartesian cells of proper resolution for a region bounding the whole region of interest are first generated and the interior cells are identified. Then projecting their surface meshes onto the boundary surfaces gives surface mesh consisting of quadrilateral cells. This method has been implemented as an application program, and example cases are given.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.103-107
• /
• 2007

Computational Fluid Dynamics (CFD in short) approach is now playing an important role in the engineering process recently. Generating proper grid system for the region of interest in time is prerequisite for the efficient numerical calculation of flow physics using CFD approach. Grid generation is, however, usually considered as a major obstacle for a routine and successful application of numerical approaches in the engineering process. CFD approach based on the unstructured grid system is gaining popularity due to its simplicity and efficiency for generating grid system compared to the structured grid approaches. In this paper an automated triangular surface grid generation using CAD surface data is proposed According to the present method, the CAD surface data imported in the STL format is processed to identify feature edges defining the topology and geometry of the surface shape first. When the feature edges are identified, node points along the edges are distributed. The initial fronts which connect those feature edge nodes are constructed and then they are advanced along the CAD surface data inward until the surface is fully covered by triangular surface grid cells using Advancing Front Method. It is found that this approach can be implemented in an automated way successfully saving man-hours and reducing human-errors in generating triangular surface grid system.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.346-347
• /
• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.