• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.975-982
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• 2014

본 연구는 정육면체 밀폐계 내부에 존재하는 고온의 원형 실린더의 크기 변화에 따른 밀폐계 내부의 3 차원 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 고려한 Rayleigh 수는 $10^3$부터 $10^5$까지며 Prandtl 수는 0.7 이다. 내부 원형 실린더의 반경은 0.1L 부터 0.4L 범위에서 0.1L 간격으로 변경하였다. 본 연구에서 고려한 모든 Rayleigh 수와 실린더 반경의 범위에서 열유동장은 정상 상태의 특성을 보였다. 내부 원형 실린더의 크기가 증가하여 실린더 표면과 밀폐계 벽면이 가까워 질수록 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 증가하였다. 내부 원형 실린더의 크기 변화에 따른 정육면체 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 온도장, 유동장 및 표면 평균 Nusselt 수의 분포를 바탕으로 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1051-1057
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• 2010

본 논문에서 유한차분법(FDM)과 유한요소법(FEM)을 연계하여 주조공정 해석을 수행하는 이종해석기법을 제안하였다. 수치해석기법으로는 FDM, FEM, BEM 등 다양한 기법이 있으며, 대부분의 공학문제는 각각의 현상에 적합한 수치해석기법을 사용하여 해석을 수행하고 있다. 일반적으로, FDM 또는 FVM 은 유동 및 열전달 해석에, FEM 은 열응력 해석에 많이 적용되고 있지만 복합적인 공학 문제를 해결하기 위해서 각각 수치해석기법을 연동한 해석의 필요성이 점점 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 3 차원 공간에서 FDM 을 사용하여 응고 및 열 전달 해석을 수행하고, 계산된 온도 데이터를 FEM 해석장에 적합하게 변환하여 열응력 해석을 수행하는 FDM/FEM연계해석 방법을 제시하였다. 그리고 제시한 해석방법을 주조 공정 해석에 적용한 결과, 요소생성 등의 해석작업과 해석속도 면에서 효율적으로 해석을 수행할 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권2호
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• pp.63-75
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• 2017

해양환경에서 파랑-구조물 상호작용의 정확한 예측은 극한 환경조건에 노출 된 고정식 및 부유식 해양구조물의 안전성과 설계비용 효율성에 있어서 중요하다. 본 연구에서는 규칙파 와 원형 기둥의 파랑-구조물 상호작용을 해석하였다. 3차원 이상유동(two-phase flow)을 해석하기 위해 오픈소스 전산유체역학 라이브러리인 OpenFOAM을 사용하였다. 수치파랑수조에서 파를 생성 및 흡수하기 위해 소스항을 이용한 relaxation method를 적용하였다. 수치기법을 검증하기 위해 심해조건에서 생성된 2차 stokes 파형은 이론적인 해와 비교하였다. 검증과정을 통해 파장과 진폭에 대한 길이 및 높이 방향의 격자크기를 정하였다. 원형 기둥에 작용하는 파랑 하중과 wave run-up을 계산하고 기존의 실험 데이터와 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.99-105
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• 2005

초고온($2700^{\circ}C$) 연소가스에 직접 노출된 상태에서 가스유동에 의한 동압을 받는 추력편향장치용 제트 베인의 열구조 안전성을 평가하기 위하여 내열합금의 초고온 인장시험 및 3차원 비선형 수치해석을 수행하였다. 고온 구조거동을 분석하여 제트 베인의 구조안전성을 평가하였으며 구조해석결과를 지상연소시험결과와 비교하였다. 구조 및 열 하중의 대부분은 제트 베인 축에 집중되었으며, 축은 $1400^{\circ}C$ 이하에서 구조적으로 안전한 것으로 밝혀졌다. 지상연소시험결과와 구조해석결과의 비교를 통하여 베인 하중과 축의 변위를 기준으로 구조안전계수를 평가하는 것이 등가응력에 의한 평가 기준보다 더 유용한 기준으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.129-142
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• 2016

지표침하를 발생시키는 다양한 원인 중에 하나로 알려진 지하에서 발생되는 공동은 지반의 불연속적 특징이다. 그러므로 기존의 연속체해석으로 분석하기에는 한계가 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 지표침하를 발생시키는 구형지하공동에 대해서 개별요소법을 활용하여 분석하였다. 지표침하에 영향을 미치는 구형지하공동의 특성인자로서 지반의 물성치, 구형지하공동의 심도 및 크기를 선택하였고, 각 특성인자들의 값의 변화가 지표침하에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 또한 지하공동의 직경에 대한 상대적 깊이와 지표침하의 관계를 분석하였고, 이를 통해 지하공동의 붕괴 예측 및 보강유무를 결정하기 위한 근간을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.604-604
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• 2012

국지성 집중호우에 따른 도심지 내수 침수 피해의 주원인으로 하수관거의 설계기준을 초과하는 강우가 침수피해의 주요 원인이며, 도심화로 인해 불투수 면적이 증가함에 따라 유출되는 시간이 짧아 저지대의 피해는 불가피하다. 2010년과 2011년에 100년 이상의 강우사상이 서울시에 연이어 나타나면서 집중호우로 인한 피해지역이 유사하게 나타났으며, 광화문 거리의 연이은 침수는 현재 서울시의 하수관거의 용량과 빗물펌프장 및 저류조 시설로 구성된 기존 수방대책의 한계점을 보이고 있다. 이에 서울시는 광화문 일대의 배수능력을 향상시키기 위하여 효자배수분구 빗물배수터널을 계획하고 있다. 일본, 미국 및 유럽 등지에서는 대심도 지하수로 시설에 대한 수리실험 및 수치 연구를 바탕으로 다양한 지하방수로가 건설되어 국지성 집중 강우에 대해 적절히 대응하고 있으나, 국내의 경우에는 대심도 지하방수로 시설에 대한 연구가 미비하여 지하방수로 설계 지침 및 기술적 자료가 부족한 실정이다. 그러므로 대심도 빗물배수터널 시설에서의 흐름특성 분석에 관한 수리실험 및 수치해석 등의 구체적인 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 대심도 빗물배수터널 시설의 접선식 유입구에 대한 흐름특성을 수치모의 하였다. 접선식 유입구 및 수직갱(drop shaft)에 대한 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 맨홀 내의 다상유동을 고려하기 위하여 VOF(Volume of Fluid) Scheme을 적용하였으며, 수치해석 방법으로는 비정상류, 1st order implicit method를 사용하였다. Fluent에서의 난류 흐름을 계산하는 방법에는 난류 운동에너지와 난류 에너지 소산율 $\epsilon$의 전달 방정식을 도입한 k-$\epsilon$ 난류 모형을 채택하였다.

• 지구물리
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• 제9권2호
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• pp.105-112
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• 2006

본 논문은 DGPS, RTK-GPS와 Echo Sounder 조합 해석에 의해 하구 , 하상 모니터링 시 그 효율성을 높이기위한 연구이다 . 이를 위해 기초 실험으로 하구 , 하상 지질특성을 고려한 수조 실험을 통해 Echo Sounder의 오차 보정량을 산출하고 , 하구, 하상 3차원 모니터링을 위한 S/W를 개발하여 현장 실험에 적용 , 제반 문제점을 보완하였다 . GPS와 Echo Sounder의 조합에 의한 하구 , 하상 지형 해석 시 측량선의 유동에 의해 수면과 송수파기간의 거리변화에 대한 흘수에 의한 오차는 기하학적인 재배치를 통해 제거할 수 있었고 , 의 보정식을 산출하였다 . 또한 Echo Sounder와의 하구 , 하상 지질 특성에 대한 수심측정 오차는 실험 수조를 이용하여 평균 입경 -잔차 관계를 파악하고 회귀분석을 통해 Y=-0.00474*ln(X)-0.0045의 보정식을 산출하여 적용 가능성을 검증하였다 . GPS와 Echo Sounder의 조합에 의한 하구 , 하상 모니터링 시스템을 Visual Basic으로 구현한 본 연구는 하구 , 하상 지형 해석에 유용하게 응용 될 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권12호
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• pp.48-58
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• 2006

횡단류에 분사되는 액체 제트의 분무 및 연소 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 수치 계산을 위해 3차원의 분무 및 화학반응 유동 해석에 유용한 KIVA 코드를 횡단류에서의 분무 해석에 적합하도록 수정하여 사용하였다. 액주의 분열과 리거먼트 및 액적의 분열 현상을 해석하기 위하여 wave 모델과 KH-RT hybrid 모델이 사용되었다. 침투길이는 유입공기의 속도가 감소하거나 분사속도가 증가함에 따라 증가하였다. 유입공기의 속도가 증가할수록 계산결과의 오차가 크게 발생함을 알 수 있었다. 연소 특성에 대한 수치 해석으로 연소실 내부의 화염전파 형상과 국부지역에서의 온도및 공해 배출량에 대한 결과를 얻었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.9-17
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• 2015

기본 유동 형상은 상대적으로 얇은 중간층이 연료와 공기 사이에 끼어있는 평행 2단 혼합층으로 구성되어 있다. 본 연구는 중간층의 두께 변화에 따른 연소 향상을 수치해석을 통해 조사하였다. 이 경우에, 난류 혼합층에서 열 방출에 의한 효과가 중요하다. 수치해석을 수행하기 위해 완전 보존적인 비정상 2차 시간 정확도의 하부 반복 기법과 2차 총 변화 억제 기법을 k-${\omega}$ 전단응력이동 모델이 결합된 유한체적법과 함께 사용하였다. 다음과 같이 3개의 경우에 대해 해석을 수행하였다. 연료와 공기로 구성된 단일 혼합층, 연료와 공기 사이에 불활성 기체층이 끼어있는 2단 혼합층, 그리고 연료와 공기 사이에 차가운 연료층이 끼어있는 2단 혼합층. 수치해석은 중간 기체층이 1, 2, 4 mm 인 경우에 대하여 수행되었다. 기체층의 총 두께는 4 cm이다. 불활성기체층이 2, 4 mm인 경우와 저온의 연료층이 4 mm인 경우에 단일 혼합층의 경우보다 연소영역이 확대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.9-18
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• 2016

일반적으로 다단 축류압축기는 부분 부하 조건에서 충분한 운전영역을 확보하기 위해 가변안내깃을 이용한다. 본 연구에서의 해석대상인 다단 축류압축기는 입구에서의 안내깃과 함께 1단과 2단 정익을 가변안내깃으로 하여 운전영역을 확보한다. 따라서 본 연구에서는 정격회전수의 70%와 90% 회전수 조건에서의 가변안내깃의 설치각이 다단 축류압축기의 성능에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 다단 축류압축기의 성능은 3차원 정상상태 및 비정상상태 수치해석을 이용하여 확보하였다. 각 해석기법을 통해 확보한 결과를 비교하였으며 내부유동장의 특성을 파악하였다.