• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.777-783
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• 2012

진동 인텐시티는 진동시스템에서 진동원의 위치를 찾는데 사용되어 왔다. 벡터 표현법 사용에 의해 파워흐름의 원인과 진동에너지 전달경로가 밝혀질 수 있다. 그러나, 판과 같은 구조물의 넓은 면적으로 인해 벡터 가시화를 사용하여 명확한 전달경로를 알아낼 수 없었다. 실험적으로 큰 면적의 물체에서는 측정점의 수가 늘어나게 된다. 이것은 측정에 많은 시간이 요구된다. 이번 연구에서는 FEM과 실험에 의한 모든 면에서 파워흐름 전달경로를 분명하게 가리키기 위해 유선 표현법이 사용되었다. 진동 인텐시티 전달경로를 분명하게 향상시키기 위해 실험과 FEM으로부터의 유선 표현을 비교하였다. 또한 FEM과 실험의 개선된 전달경로 가시화를 기존의 벡터표현과 비교하였다. 이 유선 가시화는 큰 표면을 갖는 판과 같은 구조물에 대해 진동원과 상세한 에너지 전달경로를 확인하는데 유용하다. 그 뿐만 아니라, 이 가시화 방법은 실험과 FEM 해석에 대해 많은 측정점을 필요로 하지 않는다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제11권8호
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• pp.303-313
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• 2001

The identification of power flow in dynamically loaded structures Is essential in the analysis of structure-borne noise. However there are no general purpose tools to estimate powers flow. To make matters worse. It is very difficult to measure it. The power flow can be formulated in terms of balance forces(ELFORCE) at each element and velocities at the associated node obtained with MSC/NASTHAN. In this paper the procedure which is consist of the computations of the balance forces of al1 elements and the velocities at all nodes using MSC/NASTRAN. The calculations of the power f1ow at each element using PCL(PATRAN Command Language) and the Preparation of post -processes is set UP.

• 한국음향학회지
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• 제20권7호
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• pp.21-30
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• 2001

중고주파수 대역에서 구조물의 진동해석에 사용되는 새로운 기법인 파워흐름유한요소법과 음향방사문제를 해결하는데 사용되는 음향경계요소법을 이용하여 구조물의 진동해석에서 방사소음해석까지 일련의 과정이 순차적으로 이루어지는 해석시스템을 구축하였다. 평판으로 이루어진 임의의 형상 구조물의 진동해석을 수행하고, 이 때 얻어지는 표면에서의 에너지밀도를 음향해석을 위한 속도경계조건으로 활용하여 진동-소음해석을 수행하였다. 개발된 진동-소음해석 시스템의 검증을 위해 간단한 형상의 구조물을 모델링하여 상용화 패키지(SYSNOISE)의 해석결과와 비교하였으며 또한 여러 다양한 형상의 구조물에 대해서도 본 해석시스템을 적용하여 진동-소음해석을 수행하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.345-357
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• 2011

최근 지구환경문제와 에너지원의 다각화를 위한 일환으로 파랑에너지를 이용하는 신재생에너지의 기술개발이 유럽과 일본 등을 중심으로 활발히 추진 및 실용화되고 있다. 특히, 케이슨 내의 공기실에서 파랑에 의한 수면의 상하운동으로 유도되는 공기흐름을 이용하는 진동수주형 파력발전시스템은 가장 효율적인 파랑에너지흡수장치로 알려져 있고, 따라서 상업화에 가장 근접한 파력발전장치 중에 하나이다. 본 연구에서는 진동수주형 파력발전구조물에서 터빈(Wells터빈)에 직접 작용하는 공기흐름속도를 2차원 및 3차원수치실험으로부터 검토하며, 이 때 형상의 변화에 따른 공기의 최대흐름속도를 추정하여 진동수주형 파력발전구조물의 최적형상을 논의한다. 수치해석에서는 기체와 액체의 혼상동적현상을 동일한 지배방정식으로 해석하는 혼상류(2상류)수치모델에 기초한 3차원수치파동수로를 적용하였다. 이로부터 입사주기대에 따라 최적형상의 크기가 상이하게 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 최소의 반사율이 발생하는 주기 대에서 공기흐름이 최대로 된다는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.65-69
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• 2015

하천에서 유사이동은 하천환경과 하천형상을 결정하는 주요 요소이므로 이를 해석하는 것은 매우 중요하다. 그러나 유사이동은 일반적으로 이상흐름 (two-phase flow)이며 난류를 동반하기에 이를 해석하기에는 쉽지 않다. 이상흐름을 해석하는 방법으로는 유사를 연속상인 유사구름(sediment cloud)으로 표현하여 해석하는 Euler-Euler 모형이 있으며 입자를 직접 추적하여 해석하는 Euler-Lagrange 모형이 있다. 본 연구에서는 유사이동 해석을 위하여 Euler-Lagrange 모형을 사용하였으며 흐름의 진동성분을 고려하기 위하여 EIM (Eddy Interaction Model)을 사용하였다. 유체의 유속은 Dou (1987)가 제시한 경험식을 사용하였고 난류운동에너지와 소산률은 Nezu and Nakagawa (1993)가 제시한 식을 사용하였다. EIM에서 입자에 발생하는 와의 영향시간(eddy interaction time)을 계산하기 위해 Gosman and Ioannides (1983)가 제시한 eddy lifetime과 eddy crossing time을 사용하였다. 유사입자는 입자의 운동량방정식을 풀어 그 거동을 추적하였으며 일정 시간 후 입자의 수를 이용하여 농도를 계산하였다. 유체에 발생하는 유속의 진동성분에 의해 입자가 부상하고 중력에 의해 흐름에 따른 일정한 농도분포 형태를 가지는 것을 확인하였다. 유사의 입자크기와 흐름에 따른 농도분포를 계산하였으며, 이를 측정치와 비교하여 EIM의 적용성을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.242-252
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• 2018

진동수주형의 파력발전구조물(OWC-WEC)는 파랑에너지 흡수장치 중에 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 이 장치는 공기실 내부에서 해수면의 상 하운동을 공기흐름으로 변환하고, Wells 터빈으로 대표되는 터빈의 구동력으로부터 전기에너지가 생산된다. 따라서, 높은 전기에너지를 얻기 위해서는 공기실 내부에서의 수면변동에 피스톤모드의 공진을 유발시켜 수면진동을 증폭시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 해수소통구를 구비한 신형식의 OWC-WEC를 상정하고, 구조물에 의한 파랑변형, 공기실 내에서 수면변동과 노즐에서 공기유출속도 및 해수소통구에서 해수흐름속도를 수치해석적으로 상세히 평가한다. 수치해석모델은 Navier-Stokes solver의 혼상류해석기법에 기초한 공개 CFD code인 OLAFLOW 모델을 적용하며, 모델의 타당성을 검증하기 위하여 기존의 실험결과 및 수치해석결과와를 비교 논의한다. 본 연구의 범위 내에서 Ursell수가 커질수록 노즐에서 공기흐름속도가 증가하며, 공기실 내부에서 외부로 유출되는 공기속도가 외부에서 공기실 내부로 유입되는 공기속도보다 더 크다 등의 중요한 사실을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.253-262
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• 2018

진동수주형(OWC) 파력발전구조물(WEC)은 진동수주실 내의 수위진동에 의해 발생된 공기흐름을 Power-Take-Off (PTO) 시스템을 통해 전기에너지로 회수하는 시스템이다. 일반적으로 PTO 시스템에서 높은 공기유속을 획득하기 위해서는 해수에 비해 상대적으로 적은 단면적을 갖는 공기실이 요구되므로 정확한 공기유속을 모의하기 위해서는 3차원적인 해석이 요구된다. 본 연구에서는 불규칙파동장을 대상으로 해수소통구를 구비한 진동수주형 파력발전구조물의 동적응답을 수치해석적으로 검토하였다. 수치해석에는 오픈소스 기반의 OpenFOAM 및 FOAM 확장 커뮤니티를 위한 파동장 해석을 위해 개발된 OLAFLOW를 적용하였다. 선행연구와 동일한 형상의 해수소통구와 OWC-WEC에 불규칙파랑이 입사한 경우 공기실 내에서 3차원공기흐름과 구조물 주변에서 파랑변형 및 해수소통구 내에서 3차원해수흐름 등에 관한 변동특성을 논의하였다. 이로부터 유의파에 대한 Ursell 수가 클수록 공기실 내 최대 공기흐름속도가 증가하며, 공기실 내부에서 외부로 유출되는 공기속도가 외부에서 공기실 내부로 유입되는 공기속도보다 더 크다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.181-192
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• 2001

The power flow analysis (PFA) has been performed to analyze the vibration of coupled plates excited by a point force in an arbitrary direction. The point force generates the out-of-plane vibration associated wish flexural waves and the in-plane vibration associated with longitudinal and shear waves. The energy governing equation for each type of waves was introduced and solved to Predict the vibrational energy density and intensity generated by the out-of-plane and in-plane components of the point force in an arbitrary direction. The wave transmission approach was used to consider the mode conversion at the joint of the coupled plates. Numerical results for vibrational energy density and intensity on the coupled plates were presented. Comparison of the results by PFA with exact results showed that PFA can be an effective tool to predict the spatial variation of the vibrational energy and intensity on the coupled plates at high frequencies.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제12권2E호
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• pp.12-18
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• 1993

본 논문은 1차원에서의 휨 진동에 의한 에너지의 흐름을 측정하였다. 측정은 4개의 가속도 센서를 이용하여 Cross-spectrum 방법으로 하였다. 측정결과는 입력 파워와 비교한 결과, 잘 일치하였다. 센서 이득과 위상의 차, 유한 차분 근사가 포함되었을 경우, 측정오차에 관하여 조사하였다. 그 결과, 파장정수와 센서의 간격 k△를 1.0으로 두는 것이 측정오차를 최소로 줄일 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1-7
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• 2017

분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.