• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.16 no.4
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• pp.9-18
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• 2023

Climate change affects the safety of river revetments, especially those associated with external flooding. Research on slope reinforcement has been actively conducted to enhance revetment safety. Recently, technologies for producing embankment blocks using recycled materials have been developed. However, it is essential to analyze the impact of block shapes on the flow characteristics of exclusion zones for revetment safety. Therefore, this study investigates the influence of revetment block shapes on the hydraulic characteristics of revetment surfaces through 3D numerical simulations. Three block shapes were proposed, and numerical analyses were performed by installing the blocks in an idealized river channel. FLOW-3D was used for the 3D numerical simulations, and the variations in maximum flow velocity, bed velocity beneath the revetment, and maximum shear stress were analyzed based on the shapes of the revetment blocks. The results indicate that for irregularly sized and spaced revetment blocks, such as the natural stone-type vegetation block (Block A), when connected to the revetment in an irregular manner, the changes in flow velocity in the revetment installation zone are more significant than those for Blocks B and C. It is anticipated that considering the topographical characteristics of rivers in the future will enable the design of revetment blocks with practical applicability in the field.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.10 no.1
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• pp.38-43
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• 1998

매니폴로 부분이 선형 경사진 옷걸이형 다이의 최적 설계를 수행하였다. 다이흐름을 3차원 이용하여 해석함으로써 정확한 최적 설계결과를 얻을수 있었으며 형상 최적화 과정을 고찰함으로써 최적 설계도구의 효율성을 조사하였다. 공정의여러 매개변수들이 매니폴드의 형상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 멱법칙 유체의 멱법칙 지수, 다이 슬롯의 두께 및 매니폴드 각도를 변화시켜며 최적 설계를 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.88.1-88.1
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• 2011

본 연구에서는 SOFC 시스템 설계기술 개발을 위한 기초 연구로서 전산해석을 이용한 SOFC 성능예측 기법을 개발하였다. 기본설계 단계에서 SOFC의 성능을 개략적으로 예측할 수 있는 1차원 예측 모델을 정립하였으며, 온도, 조성, 전해질, 전극 두께 등을 비롯한 다양한 조건 변화에 따른 성능예측을 수행하여 실험값과 비교한 결과 최대전력밀도 조건에서 23%의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 또한 Stack 제작단계에서 다양한 운전조건과 형상변화에 따른 SOFC 성능 변화를 예측할 수 있는 3차원 해석기법을 정립하였으며, 최대전력밀도에서 5.1%의 오차를 보였다. 포괄적인 열 및 물질 전달 현상과 전기화학반응을 3차원적으로 해석함으로써 보다 정확한 예측이 가능하였다. 또한 수소와 적당량의 수분을 함께 공급할 경우 SOFC 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 기술을 활용할 경우 시제품 제작 전에 전지시스템의 성능을 미리 예측할 수 있으므로, 향후 제품 개발시 제작비용 절감과 설계기간 단축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• New & Renewable Energy
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• v.3 no.3
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• pp.63-71
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• 2007

본 연구의 목적은 3차원 풍력터빈 블레이드 최적형상설계를 위한 실용적이고 효율적인 설계과정을 구현하는 것이다. 국내 연안의 해상풍력에 적용하기 위해서 통계적 모델을 이용하여 풍황자료를 분석하였다. 설계에 관련된 많은 수의 설계변수를 효과적으로 관리하기 위해서 설계과정은 운용조건 최적화와 블레이드 형상설계의 2단계로 구성하였다. 실험계획법에 의해 추출된 각 운용조건 설계점은 형상설계를 위한 입력 값으로 제공된다. 형상설계 단계에서는 최소에너지손실 조건과 결합된 BEMT를 이용하여 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 블레이드 단면 익형은 NREL S830을 이용하였고, 익형의 공력성능은 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 설계된 블레이드 형상의 성능해석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 반응면을 구성하였다. 좀 더 나은 성능을 가진 블레이드 형상을 찾기 위해서 초기설계공간에서 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 운용조건 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 연간에너지생산량을 최대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 제시된 최적설계과정은 풍력터빈블레이드 개발에 실용적이고 신뢰성 있는 설계툴로서 사용이 가능하다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.1092-1103
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• 1989

본 논문에서는 기존의 금속성형의 유한요소해석에서 사용한 바 있는 기하적경 계조건을 직접 유한요소방정식에 대입하는 방법들을 비교검토하고 3차원박판성형에 적용하기 위하여 개선된 방법을 개발하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.4
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• pp.629-638
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• 1999

본 연구에서는 고속철도에서 차량·교량 구조물의 상호작용을 가능한 정밀하게 취급할 수 있는 3차원 해석모형을 개발하였다. 경부고속철도 교량형식인 PSC 박스거더 교량을 40m 단순 와 25-40-25m 3경간 연속 에 대해 뼈대요소를 사용하여 3차원으로 모형 하였으며, 궤도의 불규칙성은 정상확률과정으로 가정하고, 지수 스펙트럼 밀도함수를 사용하여 궤도의 형상을 생성시켰다. 열차는 경부고속철도 차량 하중효과가 가장 큰 동력차 만을 대상으로 17 자유도 모형과 38 자유도 모형으로 분리하여 개발하였다. 다양한 조건에 대한 분석결과를 검토하면 여러 가지 상황에서 38 자유도 모형의 필수 성이 보여지고 있다. 특히 교량의 솟음 및 장기 처짐에 의한 궤도형상변화가 있는 경우에는 반드시 38 자유도 모형이 적용되어야 하는 것으로 분석되었다. 또한 제동하중이 작용할 때 쏠림 효과에 의한 영향이 큰 것으로 평가되어, 제동에 의한 교량의 동적 거동은 종변 위에 대한 자유 도를 고려할 수 있는 주행차량모형으로 해석되어야 함이 규명되었다.

• Journal of the KSME
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• v.27 no.6
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• pp.496-503
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• 1987

지금까지 유한요소망의 자동생성 방법에 대하여 현재 보편적으로 쓰이고 있는 것을 중심으로 살펴보고자 한다. 특히 최근 유한요소해석을 포함한 설계의 완전자동화에 대한 연구 추세에 의해 형상 모델러의 기능이 중요하게 됨에 따라 유한요소망의 자동생성과 형상 모델러의 관계를 기술하였다. 유한요소망의 자동생성에 대한 현재 상황은, 3차원 고체의 경우 모든 가능한 상황에 대처할 수 있는 일반적인 자동생성방법을 위해서는 더 많은 진전이 이루어져야 할 것이다. 특히 이 경우, 2차원 문제와는 달리 해석전에 미리 사용자가 필요한 유한요소망의 밀도를 쉽게 예측할 수 없기 때문에 해석결과나 오류치 평가에 따라 유한요소망을 조절해가는 자체조절 기능이 더욱 중요하게 된다. 이 기능이 충분히 발달되면 자동생성의 문제점이나 그 원리의 복잡성등을 직접 해결할 필요성이 없어질 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.113-122
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• 2010

A two-dimensional thermal response and ablation analysis code for predicting charring material ablation and shape change on solid rocket nozzle is presented. For closing the problem of thermal analysis, Arrhenius' equation and Zvyagin's ablation model are used. The moving boundary problem are solved by remeshing-rezoning method. For simulation of complicated thermal protection systems, this method is integrated with a three-dimensional finite-element thermal and structure analysis code through continuity of temperature and heat flux.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.13 no.3
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• pp.321-328
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• 2000

An improved formulation of thin-wailed curved beams with variable curvatures based on displacement field considering the second order terms of finite semitangential rotations is presented. From linearized virtual work principle by Vlasov's assumptions, the total potential energy is derived and all displacement parameters and the warping functions are defined at cendtroid axis. In developing the thin-walled curved beam element having eight degrees of freedom per a node, the cubic Hermitian polynomials are used as shape functions. In order to verify the accuracy and practical usefulness of this study, free vibrations and buckling analyses of parabolic and elliptic arche shapes with mono-symmetric sections are carried out and compared with the results analyzed by ABAQUS' shell element.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.12
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• pp.1021-1030
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• 2017

This paper describes the algorithm of computing thermal contact conductance between unmatched grid interfaces for finite element thermal analysis. Because grid interfaces should be coincident with adjacent meshes for finite element method, large amount of man hours and huge computations are required to match interfaces between many numbers of complex subdomains. A novel method that distributes feasibly the conductances to interface nodes is proposed. The aims of the method are described, and details of the nodal conductance distribution algorithm with less dependency on meshes are represented. The algorithm can be applied both the flat and curved interfaces in 3 dimensional space, and proposed method can combined with many finite element application including thermal analysis.