• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.415-420
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• 2020

군중 유동은 대도시의 철도 환승역, 터미널, 복합 다중 건물, 경기장 등에서 흔히 볼 수 있으며, 이러한 시설물에서의 이용객들의 원활한 흐름 뿐만아니라 안전 확보측면에서도 중요한 요소이다. 본 연구에서는 새로운 군중 유동 해석법을 개발하여 철도 환승 연결로 모델에 대하여 적용하였다. 해석법에서는 출구의 포텐셜 값을 가장 작은 값으로 입력하고, 주변 격자들의 포텐셜 값은 점진적으로 증가시켜서 전체적인 포텐셜 지도를 구성한다. 포텐셜 값이 큰 격자에서 작은 격자로 이동하는 방향 벡터를 구하여 이를 따르는 유적선을 구한다. 이 유적선이 여객 유동의 기본 경로가 된다. 해석 대상의 모든 모델에서, 보행자들은 처음 예측된 최단 거리 경로로 이동하지 않고, 시시각각의 상황에 따라 변경된 대체 경로를 이용하여 이동하였다. 양 방향의 보행자가 서로 마주치는 병목 구역에서도 진입 시차를 두어 분산시키면 보행이 훨씬 더 원활하게 되었다. 이상의 해석 결과로부터, 철도역의 하드웨어적 개량 공사를 하지 않고, 여객 유동 분석과 같은 소프트웨어적 해석으로도 혼잡 완화 방안을 찾을 수 있음을 보여준다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.36-42
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• 2016

One of the obstacles on the grid generation for complex geometries with multi-block structured grids is the domain decomposition. In this paper, the domain decomposition for two-dimensional flow is studied using the flow characteristics. The potential flow equation with the source distribution on the panel surface is solved to extract the information of the flow. The current approach is applied to a two-dimensional cylinder and Bi-NACA0012 problems. The generated grids are applied to generic flow solvers and reasonable results are obtained. It can be concluded that the current methods is useful in the domain decomposition for the multi-block structured grid.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.750-751
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• 2015

본 논문에서는 스칼라포텐셜을 계변수로 하는 2차원 공간고조파법을 이용하여 동축 마그네틱 기어의 자계 특성을 해석하였다. 공극자속밀도는 중첩의 원리에 의해 얻어지며 표면 부착형 영구자석을 가지는 고속 회전자 모델과 Inset type의 자속 집중형 저속 회전자 모델로 구분되었다. 공간고조파법에 의한 결과는 유한요소해석과의 비교를 통해 타당성을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제23권3호
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• pp.19-30
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• 2010

본 연구는 일반적인 적층 복합재료의 구조요소에서 탄성영역에 대한 해석적 해에 대한 방법을 나타낸 것이다. 혼합된 경계조건 하에서 2차원 평면응력탄성문제는 변위포텐셜함수라 불리는 단일미지함수로 표현된 1/4 부분미분방정식의 해로 축소시켰으며, 응력과 변위의 모든 성분은 어떠한 경계조건에도 적합한 방법을 만드는 동일한 변위포텐셜항으로 표현하였다. 이 방법은 각도를 가진 적층판과 90도 적층판으로 각각 구성된 구조요소의 두 가지 특별문제에 대해서 해석적인 해를 얻는데 적용된다. 본 연구에서 나타낸 몇 가지 수치적인 결과는 두 가지로 적층된 유리섬유복합재료에 관한 것이다. 연구결과는 지지된 하중의 임계영역에서 모든 경계조건이 정확히 만족되어 크게 신뢰할 만한 결과를 나타내었다. 이는 혼합된 어떠한 경계조건하에서도 복합재료의 구조요소에서 탄성영역에 대한 정확한 해석적 해를 얻는 데 적용시킬 수 있을 뿐 아니라 단순한 문제를 해결하는 데도 신뢰할 만한 결과를 얻을 수 있음을 입증한 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.33-42
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• 2003

본 논문에서는 2차원 사각탱크내 비압축성, 비점성, 비회전 유동에 대한 비선형 슬로실 해석을 다룬다. 유체영역의 지배방정식으로 포텐셜 이론에 기반을 둔 라플라스 방정식을 사용한다. 대변형의 슬로싱 거동을 표현하기 위하여 베르누이 방정식으로부터 유도된 운동 및 동역학적 자유표면 경계조건을 적용한다. 이러한 비선형 슬로싱 문제는 9결점 요소를 사용한 유한요소법에 의하여 해석되어 진다. 경계조건에 대한 시간적분과 정확한 속도계산을 위하여 각각 예측자-수정자 기법 및 최소자승법을 도입하였다. 또한, 자유표면 추적에서 야기되는 안정성 문제는 시간변동에 대한 자유표면 위치를 직접 계산함으로써 확보할 수 있었다. 외부 조화가진에 대한 본 논문의 결과는 선형이론해 또는 참고문헌의 결과와 비교하여 매우 정확하고 안정적이었다. 프로그램 검증 후, 유체높이와 가진크기에 대한 슬로싱 응답특성을 분석하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 2017

하나의 시스템 내에 2개 이상의 상이 다른 유체가 존재할 시에는 다상유동에 의한 복장성이 존재하며, 이는 해석의 어려움이 따른다. 두 개 이상의 상이 다른 다상유동은 유동 및 경계면에 영향을 끼치지 때문에, 불안정성과 같은 비선형 유동이 나타나게 된다. 여러 종류의 불안정성 중 레일리히-테일러 불안정성은 대표적인 예로 알려져 있다. 본 연구에서는 밀도차가 레일리히-테일러 불안정성에 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 Atwood 수를 선정하였으며, 초기 경계면 형상 역시 다양한 형태를 설정하고 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서 사용된 입자법인 MPS(Moving particle simulation)은 이러한 다상유동에서 널리 쓰이지는 않았으나, 다상유동을 위한 입자간 상호 연성 모델인 자가-부력 항, 표면 장력 항과 경계면 경계 조건 항을 추가로 사용하여 수치해석이 가능하게 하였다. 본 연구에서 새로이 개발된 다상유동형 입자법을 이용하여 고려된 경우들에 대해 수치해석을 수행하였으며, 각각의 결과들을 비교 분석하였다. 또한 레일리히-테일러 불안정성에 기인한 유동의 속도를 측정하여 포텐셜 기반의 이론값과의 비교를 통해 경향성이 일치함을 알 수 있었다. 이론값과의 크기의 차는 포텐셜 기반의 이론값에서는 고려가 힘든 비선형성에 기인한다고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.688-695
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• 2017

본 논문은 파력 에너지 수집 장치에 사용할 수 있는 영구자석 선형 동기발전기의 특성 해석에 관한 것이다. 파력 에너지는 요요시스템과 같은 기구로 부터 얻어진다. 영구자석을 이용한 선형 발전기는 영구자석의 자력을 통해 별도의 전원공급이 필요 없고 유지 보수가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한 높은 에너지 밀도를 갖는 희토류의 사용으로 영구자석 기기는 소형화 및 경량화가 가능하며 보다 높은 에너지 변환 효율을 얻을 수 있다. 영구자석 선형 동기발전기 특성 해석을 위해 2차원 극 좌표계 및 자기 벡터 포텐셜에 근거하여 영구자석과 전기자 반작용 자계해석을 수행 하였다. 해석 해를 이용하여 정현적인 속도입력에 의해 유도되는 유기기전력의 특성 식을 유도하고, 동일한 방법으로 역기전력 상수, 저항, 자기인덕턴스와 상호인덕턴스와 같은 전기적 파라미터를 얻었다. 본 논문에서 사용한 공간고조파법의 결과는 2차원 유한요소해석법 결과와 비교하여 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 결과는 영구자석 형 선형 발전기의 특성을 이해하는 것과 해석방법의 비교연구, 설계 최적화, 그리고 기기의 동적 모델링에 기여할 수 있다.