• 대한조선학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.240-247
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• 2023

In this study, morphological and hydrodynamic characteristics of the non-axisymmetric supercavity generated behind a disk-shaped cavitator were examined. By extending the previous study on axisymmetric supercavitating flow based on a boundary element method, hydrodynamic forces acting under the angle of attack condition of 0 to 30 ° and shape characteristics of the supercavity were analyzed. The results revealed that increasing the angle of attack by 30 ° reduced the length and width of the cavity by about 15% and the volume by about 40 %. An empirical formula that can quantitatively estimate the geometrical characteristics and change of the cavity was derived. It is expected that this method can be used to evaluate the shape information and force characteristics of the supercavity for the control of the vehicle in a very short time compared to the viscous analysis in the initial design stage of the supercavity underwater vehicle.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권5호
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• pp.568-576
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• 2005

A 3-D finite element model combined with a volume tracking method is presented in this work to simulate the mold filling for casting processes. Especially, the analysis involves an adaptive grid method that is created under a criterion of element categorization of filling states and locations in the total region at each time step. By using an adaptive grid wherein the elements, finer than those in internal and external regions, are distributed at the surface region through refinement and coarsening procedures, a more efficient analysis of transient fluid flow with free surface is achieved. Adaptive grid based on VOF method is developed in tetrahedral element system. Through a 3-D analysis of the benchmark test of the casting process, the efficiency of the proposed adaptive grid method is verified. Developed FE code is applied to a typical industrial part of the casting process such as aluminum road wheel.

• 한국해양공학회지
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• 제33권2호
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• pp.116-122
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• 2019

Among the various wave power systems, Salter's duck (rotor) is one of the most effective wave absorbers for extracting wave energy. The rotor shape is designed such that the front part faces the direction of the incident wave, which forces it to bob up and down due to wave-induced water particle motion, whereas the rear part, which is mostly circular in shape, reflects no waves. The asymmetric geometric shape of the duck makes it absorb energy efficiently. In the present study, the rotor was investigated using WAMIT (a program based on the linear potential flow theory in three-dimensional diffraction/radiation analyses) in the frequency domain and verified using OrcaFlex (design and analysis program of marine system) in the time domain. Then, an experimental investigation was conducted to assess the performance of the rotor motion based on the model scale in a two-dimensional (2D) wave tank. Initially, a free decay test (FDT) was carried out to obtain the viscous damping coefficient. The pitch response was extracted from the experimental time series in a periodic regular wave for two different wave heights (1 cm and 3 cm). In addition, the viscous damping coefficient was calculated from the FDT result and fluid forces, obtained from WAMIT, are incorporated into the final response of the rotor. Finally, a comparative study based on experimental and numerical results (WAMIT & OrcaFlex) was performed to confirm the performance reliability of the designed rotor.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.30-38
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• 2006

An aerodynamic design for centrifugal compressor which was applied to medium speed diesel engine has been done. First of all, exact compressor specifications must be defined by accurate engine system matching. This matching program has been developed. Using the meanline prediction method, geometric design and performance curves for compressor were established and verified by comparing three dimensional viscous CFD results. The deviation at the design point was about 2.3%. Combustor has been designed and manufactured for the performance test of medium speed diesel engine turbocharger. Fuel nozzle of combustor was designed and its characteristics was analyzed by PIV and PDPA test equipment. Through these results, spray characteristics were studied and flow coefficient equation was deduced.

• 대한기계학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.185-194
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• 1984

본 연구에서는 2차원 정상 층류 유동을 지배하는 극좌표계로 표시된 Navier- Stokes 방정식을 유한해석법으로 전개하여 극좌표계에서의 그 수치계산적 성질을 검토 하고 유한해석법의 적용 좌표계 범위를 확장하는 한편, 2차원 부채꼴 캐비티 유동에 응용하여 공학적 해석도구로서의 그 가능성을 확인하고 아직 연구가 불충분한 부채꼴 캐비티 유동을 고찰하는데 그 목적이 있다.

• 자원환경지질
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• 제52권4호
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• pp.291-297
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• 2019

단열을 통한 유체의 유동은 선형유동이 우세하다는 가정아래 Navier-Stokes 방정식에서 유도된 Stokes 방정식, Reynolds 식(또는 local cubic law), cubic law 와 같은 방정식을 이용하여 해석되고 있다. 하지만 이러한 방정식은 선형 흐름에 국한되며, 비선형 유동영역에 적용하게 되면 오류가 발생한다. 본 연구에서는 레이저 계측기를 이용하여 정밀하게 측정한 3차원 단열 자료와 Navier-Stokes 방정식과 Stokes 방정식을 지배방정식으로 한 수치모델링을 수행함으로써 비선형 유동이 일어나는 현상과 임계 레이놀즈수를 제시하였다. 레이놀즈수가 10이상이 되면 유속의 제곱에 비례하는 관성력이 점성력을 충분히 압도할 정도로 커지면서 지하수 유동이 선형영역에서 비선형 유동영역으로 전환되는 것으로 분석되었다. 이는 평균 간극과 거친 정도가 다른 두 단열에서 모두 동일하게 나타났다. 비선형 유동의 발생기작은 소용돌이 구조의 발생과 성장에 의한 것으로 알려져 있지만, 본 연구결과 단순히 소용돌이 구조가 비선형 유동을 일으키는 아니라 유속이 증가하면서 관성력의 영향이 훨씬 큰 영향을 끼치게 되어 비선형 유동이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.188-192
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• 2004

A Numerical analysis method is developed in order to compute the flaw and wave field for 2-dimensional floating body in the free roll motion with 3 degrees of freedom. Navier-Stokes and continuity equations are gaverning equations in tire present study. Finite Difference method is introduced to discretize the governing equation. The free surface is traced by the interface tracking method and the grid system is fitted to boundaries including free surface and body surface, which is moving in the flow field. The numerical scheme is based on Maker and Cell method. For the sake of validation of the numerical method, the computed roll decay factors according to tire midship section shapes are compared with measured results. The numerical results are discussed in order to understand the effect of midship section shape on roll motion.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.41-50
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• 1994

프로펠러 주위의 비압축성 점성유동을 해석하기 위해 멀티그리드 방법을 이용한 Iterative time marching 방법이 적용되었다. 이 방법은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 움직이는 비직교 일반 좌표계상에서 풀고 있으며, 시간에 대해서는 1차의 정확도 그리고 공간에 대해서는 2차 또는 3차의 정확도를 가지고 있으며 반복계산의 수렴속도를 가속시키기 위해서 멀티그리드방법을 사용하였다. 또한 본 방법은 Vector나 Parallel컴퓨터에 적용이 매우 간편하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구 결과와 실험치 혹은 다른 연구자의 계산 결과와 일반적으로 잘 일치하고 있으며, 멀티그리드 방법은 수렴에 필요한 CPU시간을 단축시키고 해의 정확도도 개선함을 보여주었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.18-27
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• 2002

Eulerian개념을 사용한 격자계 내 임의의 경계면 주위 점성유동 해석에서, 운동하며 변형하는 경계면 근방 해의 정도를 향상시키기 위해서 격자생성시 경계면으로 격자점들을 집중시켜주는 레벨셋법에 바탕을 둔 격자변형법을 도입하였다. 본 연구에서는 격자점들을 경계면 근방으로 집중되는 정도를 용이하게 조절할 수 있도록 새로운 형태의 모니터함수를 제시하였다. 집중격자계를 사용함으로 얻어지는 향상된 해의 정도의 검증을 위하여 바닥에 고정된 반원 실린더 주위 정상유동에 대하여 가상경계법을 함께 사용하여 해석하였다. 수치계산결과는 물체적합 격자계를 사용해서 얻은 결과와 매우 잘 일치하였으며, 집중격자법을 사용하지 않은 해석결과보다 향상된 결과를 보여주었다. 수치계산의 또 다른 예제로서 다수의 고정된 물체주위 유동해석으로 확장 적용하여 공학적 유용성을 검증하였다. 마지막으로 이동 집중격자계의 생성법의 적용을 위해서 움직이면서 변형을 일으키는 2차원 기포상승문제를 해석하였다. 수치해석결과에서 격자점들은 매시간 기포의 변형에 맞추어 적합하게 집중된 형태를 잘 보여주었으며, 고정된 격자계를 사용한 결과와 잘 일치하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.55-63
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• 1994

The analysis of superplastic sheet forming process is studied by the use of the finite element method using a convected coordinate system and a skew boundary condition. In the formulation, the large inelastic behavior of the superplastic material is described as incompressible, nonlinear, viscous flow. The formulation is then approximated to the finite dimensional space with the use of membrane elements, which results in algebraic linear equations. In addition to the finite element formulation, a pressure cycle control algorithm is combined in the analysis for optimization of the forming time, which deals with the maximization of the strain rate sensitivity, the protection of the thickness reduction, the consistency of the desired strain rate and improvement of formability.