• Title/Summary/Keyword: 전산유체역학 기법

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Computational Fluid Dynamics for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) (고체고분자전해질연료전지의 해석을 위한 전산유체역학)

  • Kim, Sunhoe
    • Prospectives of Industrial Chemistry
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    • v.22 no.4
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    • pp.20-34
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    • 2019
  • 수소경제 시대의 도래와 함께 연료전지에 관한 연구가 크게 주목받고 있다. 그중 실험적으로 분석이 어려운 부분에 관하여 비용과 시간이 요구되는 실험적인 방법을 배제할 수 있는 모델링 기법인 전산유체역학(computational flow dynamics, CFD)이 큰 관심을 받고 있다. 연료전지의 연구에 주로 사용되는 전산유체역학에 관한 연구는 열분포, 유체의 흐름, 각종 반응물의 농도, 그리고 전기화학반응 등의 실험적인 분석이 현실적으로 불가능한 부분의 분석으로 통하여 실험을 줄이고도 많은 결과를 얻을 수 있는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 기고문에서는 전산유체역학을 이용한 연료전지 내부에서 벌어지고 있는 각종 유체, 열, 전기화학반응 등에 관한 연구동향을 소개하고자 한다.

A fast reconstruction technique for nonlinear ocean wave simulation (비선형 해양파 수치 모사를 위한 고속 재현 기법)

  • Lee, Sang-Beom;Choi, Young-Myung
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.23 no.1
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    • pp.15-20
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    • 2022
  • An improvement of computational resources with a large scale cluster service is available to the individual person, which has been limited to the original industry and research institute. Therefore, the application of powerful computational resources to the engineering design has been increased fast. In naval and marine industry, the application of Computational Fluid Dynamics, which requires a huge computational effort, to a design of ship and offshore structure has been increased. Floating bodies such as the ship or offshore structure is exposed to ocean waves, current and wind in the ocean, therefore the precise modelling of those environmental disturbances is important in Computational Fluid Dynamics. Especially, ocean waves has to be nonlinear rather than the linear model based on the superposition due to a nonlinear characteristics of Computational Fluid Dynamics. In the present study, a fast reconstruction technique is suggested and it is validated from a series of simulations by using the Computational Fluid Dynamics.

Numerical Modelling Techniques of VPMM for Manta Type UUV (만타형 UUV의 VPMM 전산해석기법 개발)

  • Sang-Eui Lee
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.151-151
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    • 2023
  • An accurate prediction of the hydrodynamic maneuvering darivatives is essential to desing a robust control system of a UUV(unmanned underwater vehicle). Typically, these derivatives were estimated by either the towing tank experiment or semi-empirical methods. With the enhancement of high performance computing capacity, a numerical analysis using computational fluid dynamics has reach the level of experiment. Therefore, the aims of the present research are to numerically develop a computational model for the vertical planar motion mechanism of a UUV and to estimate the hydrodynamics loads in 6-DOF. The target structure of the present study was manta type UUV (12meter length). The numerical model was developed in 1/ 6 model scale. Numerical results were compared with the results of the towing tank experiment for validation. In the present study, a commercial RANS-based viscous solver STARCCM+ (ver 17.06) was used.

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An Efficient Method for Estimating Optimal Path of Secondary Variable Calculation on CFD Applications (전산유체역학 응용에서의 효율적인 최적 2차 변수 계산 경로 추정 기법)

  • Lee, Joong-Youn;Kim, Min Ah;Hur, Youngju
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.16 no.12
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    • pp.1-9
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    • 2016
  • Computational Fluid Dynamics(CFD) is a branch of fluid mechanics that solves partial differential equations which represent fluid flows by a set of algebraic equations using computers. Even though it requires multifarious variables, only selected ones are stored because of the lack of storage capacity. It causes the requirement of secondary variable calculations at analyzing time. In this paper, we suggest an efficient method to estimate optimal calculation paths for secondary variables. First, we suggest a converting technique from a dependency graph to a ordinary directed graph. We also suggest a technique to find the shortest path from any initial variables to target variables. We applied our method to a tool for data analysis and visualization to evaluate the efficiency of the proposed method.

NOTES FOR AUTHORS OF THE KOREAN SOCIETY OF COMPUTATIONAL FLUIDS ENGINEERING (고차 내삽기법을 사용한 중첩 격자기법)

  • Lee, K.L.;Kim, K.H.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2007.10a
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    • pp.209-213
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    • 2007
  • This paper presents the high order conservative interpolation methods. This method has been successfully implemented into a cell-centered finite volume methods code. Results using high order and maintaining conservation interpolation method are more accurate compared to bilinear interpolation.

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전산유체역학과 유한요소법

  • 손정락
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.4
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    • pp.403-413
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    • 1989
  • 유한요소법의 전산유체 역학분야에 대한 응용현황을 계산방법과 적용례를 중심으로 정리하였다. 유한요소법의 가장 큰 장점은 복잡한 유동영역을 해석하기 위한 불규칙 요소망(unstructured mesh)의 사용이라 볼 수 있으며 적응적 요소망을 이용하여 계산의 정확도를 높일 수 있는 것 또한 강점이라 할 수 있다. 다만 불규칙 요소망 사용으로 인해 수반되는 대수 방정식 계산시간 및 기억용량의 증가는 conjugate gradient 방법 등을 이용하여 반드시 해결되어야만 한다. 지금 까지 유한요소법을 이용한 계산방법을 개발해 오는 과정을 보면 유한차분법에서 오래 전에 개 발된 방법들을 도입한 경우가 많았으며 특히 난류 및 개발된 경우가 많으며 대부분의 경우 이 들을 그대로 도입, 이용하였다. 반대로 최근에 항공기 동체설계 분야를 중심으로 복잡한 형태의 유동영역을 해석이 요구되는 경우 유한차분법, 특히 유한체적법(finite volume method)에 삼각형 유한요소를 이용한 불규칙 요소망을 도입하여 성공적으로 이용하고 있다. 따라서 전산유체 역 학의 발전을 위하여 두 분야의 유기적인 협조가 필요하며 결과적으로 전산유체 역학기법이 완 전히 기계설계의 한 분야로 정립될 수 있도록 많은 노력이 필요하다고 본다.

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Suggestion of the Analysis Model and Verification on Rotating Flow in Stirred Tanks Using CFD (전산유체역학을 이용한 교반 탱크 내에서의 회전유동에 대한 해석 모델의 제안 및 검증)

  • Hwang, Seung Sik;Yong, Cho Hwan;Choi, Gyuhong;Shin, Dohghoon;Chung, Tae Yong
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.22 no.1
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    • pp.28-37
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    • 2013
  • Stirred tank is widely used in various industries for mixing operations and chemical reactions for single- or multi-phase fluid systems. For designing agitator of high performance, quantity data of internal flow characteristics influenced by mixing performance are definitely confirmed but quantity analysis about the transient flow characteristics of complicate structure is recognized as difficult problem in the present. In this study, two models of commercial CFD code Fluent 6.3 used to propose suitable for the tank analysis. Agitation of Stirred tank is analyzed using a mixed model and the flow in the stirred tank is analyzed using a standard k-${\varepsilon}$ model. Multiple reference frame(MRF) and Sliding mesh(SM), the analysis techniques were used For compare a result of CFD with a visualization experiment result, to grasp internal flow and mixing characteristic in stirred tank and to present fundamental analysis method.

Performance Analysis of Cluster Network Interfaces for Parallel Computing of Computational Fluid Dynamics (전산유체역학 병렬해석을 위한 클러스터 네트웍 장치 성능분석)

  • Lee, Bo Seong;Hong, Jeong U;Lee, Dong Ho;Lee, Sang San
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.5
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    • pp.37-43
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    • 2003
  • Parallel computing method is widely used in the computational fluid dynamics for efficient numerical analysis. Nowadays, low cost Linux cluster computers substitute for traditional supercomputers with parallel computing shcemes. The performance of nemerical solvers on an Linux cluster computer is highly dependent not on the performance of processors but on the performance of network devices in the cluster system. In this paper, we investigated the effects of the network devices such as Myrinet2000, gigabit ethernet, and fast ethernet on the performance of the cluster system by using some benchmark programs such as Netpipe, LINPACK, NAS NPB, and MPINS2D Navier-Stokes solvers. Finally, upon this investigation, we will suggest the method for building high performance low cost Linux cluster system in the computational fluid dynamics analysis.

Computational Simulation of Wind Load Effect (수치시뮬레이션을 통한 풍하중 평가기법에 관한 연구)

  • Lee, Kyung-Soo;Jeong, So-Young;Yim, Sa-Rang;Cho, Jeong-Hoon;Gang, Dae-Eon;Han, Sang-Eul
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.2-5
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    • 2011
  • 최근 들어 수치해석법의 발달에 힘입어 과거에는 시도할 수 없었던 많은 현상에 대한 특성을 평가할 수 있게 되었다. 그중 전산유체역학(CFD)는 많은 공학 분야에 활발히 적용되고 있으며, 건축에서는 기체나 유체의 유동해석이 필요한 건축환경, 건축설비, 소방설비 분야에서 그 필요성 및 적용성이 널리 인식되었다. 건축분야에서 CFD해석의 또 다른 적용분야는 풍하중에 대한 영향을 평가하는 것이다. 이미 국내외에서 많은 연구와 실제 적용사례가 보고되고 있으며, 향후 더욱 활발한 적용이 예상된다. 본 논문에서는 CFD해석의 적용사례 및 해석과정에 대해서 소개를 통해, CFD해석에 대한 이해를 돕고자 한다.

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