• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제13권2호
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• pp.127-153
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• 2012

This paper presents an advanced computational method for the prediction of the responses in the frequency domain of general linear dissipative structural-acoustic and fluid-structure systems, in the low-and medium-frequency domains and this includes uncertainty quantification. The system under consideration is constituted of a deformable dissipative structure that is coupled with an internal dissipative acoustic fluid. This includes wall acoustic impedances and it is surrounded by an infinite acoustic fluid. The system is submitted to given internal and external acoustic sources and to the prescribed mechanical forces. An efficient reduced-order computational model is constructed by using a finite element discretization for the structure and an internal acoustic fluid. The external acoustic fluid is treated by using an appropriate boundary element method in the frequency domain. All the required modeling aspects for the analysis of the medium-frequency domain have been introduced namely, a viscoelastic behavior for the structure, an appropriate dissipative model for the internal acoustic fluid that includes wall acoustic impedance and a model of uncertainty in particular for the modeling errors. This advanced computational formulation, corresponding to new extensions and complements with respect to the state-of-the-art are well adapted for the development of a new generation of software, in particular for parallel computers.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.135-141
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• 1996

Numerical analysis techniques have been applied to obtain the vibroacoustic characteristics of the simplified model of a passenger-car cabin. Two kinds of coupled vibration-acoustic analysis, such as one-way coupling and full coupling, have been carried out via the interface between the results of vibration analysis by FEM and acoustic analysis by BEM. The comparison of two coupled analysis results show the fluid-structure interaction in terms of the coupled effect of the vibration and noise.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1090-1095
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• 2007

A study was carried out to investigate the fluid-structure interaction phenomena of buried hydrophone system that exposed complex loads due to handling, transportation and installation. The buried hydrophone system has necessarily neighborhood structures for installation. Because of the neighborhood structure, acoustic field is deformed. We analyze the piezoelectric-structural-acoustic coupled problem and the results to use a finite element analysis software, ANSYS, which has an coupled field analysis capability. The effect of the component of hydrophone system is revealed altogether in pressure distribution. So, we classify and analyze the problem by four different compositions for decomposition.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.797-804
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• 2007

A study was carried out to investigate the fluid-structure interaction phenomena of buried hydrophone system that exposed complex loads due to handling, transportation and installation. The buried hydrophone system has necessarily neighborhood structures for installation. Because of the neighborhood structure, acoustic field is deformed. We analyze the piezoelectric-structural-acoustic coupled problem and the results to use a finite element analysis software, ANSYS, which has an coupled field analysis capability. The effect of the component of hydrophone system is revealed altogether in pressure distribution. So, we classify and analyze the problem by four different compositions for decomposition.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권1호
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• pp.20-30
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• 2023

In this paper, the Energy Flow Finite Element Analysis (EFFEA) was performed to predict the acoustic and vibrational responses of complicated plate structures considering improved Fluid-Structure Interaction (FSI). For this, a new power transfer relationship was derived at the area junction where two different fluids are in contact on both sides of the plate. In order to increase the reliability of EFFEA of complicated plate structures immersed in a high-density fluid, the corrected flexural wavenumber and group velocity considering fluid-loading effect were derived. As the specific acoustic impedance of the fluid in contact with the plate increases, the flexural wavenumber of the plate increases. As a result, the flexural group velocity is reduced, and the spatial damping effect of the flexural energy density is increased. Additionally, for the EFFEA of arbitary-shaped built-up structures, the energy flow finite element formulation for the acoustic tetrahedral element was newly performed. Finally, for validation of the derived theory and developed software, numerical applications of complicated plate structures submerged in seawater or air were successfully performed.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제5권2호
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• pp.127-134
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• 2017

원자로내부구조물은 다양한 진동하중조건에서 안전성과 건전성을 유지해야한다. 그러므로 미국원자력규제 위원회는 펌프 압력 맥동에 의한 진동을 포함하여 음향으로 유발되는 진동을 평가하기 위한 규제지침서 1.20을 제시하고 있다. 본 논문은 음향-구조 연성해석 기법을 사용하여 펌프 맥동 가진으로 인한 해석을 위해 노심지지배럴 주변의 유체와 구조의 연성을 고려하여 해석하는 방법론을 제안하였다. 해석결과는 미국 Palo Verde 1호기 종합진동평가 프로그램 발전소 시험결과와 잘 일치한다. 따라서 제안된 해석 방법론은 펌프 압력맥동에 대한 노심지지배럴의 구조응답을 평가하기 위한 효과적 방법으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.789-796
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• 2012

함정의 수중방사소음은 그 해석의 어려움이나 정확성에 있어서 매우 관심이 큰 문제이다. 본 논문에서는 구조물의 수중방사소음을 해석하기 위하여 유한요소/경계요소 연성해석법을 제안하였다. 제안된 방법은 헤름홀츠방정식에 대한 Burton-Miller 적분방정식에 기반하는 부가수 질량과 감쇠행렬을 이용하여 구조물의 구조-유체 연성응답을 해석하고 계산된 구조물의 응답으로부터 수중방사소음을 계산하는 순차적인 방법이다. 구조-유체연성작용의 구조해석은 상용소프트웨어인 MSC/NASTRAN 에 구조-유체연성효과 행렬을 추가하여 해석하는 방법으로 이루어졌고, 수중방사소음의 경우는 전용 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 수중방사소음 해석법을 간단한 예제를 통하여 그 특성을 살피고, 실제 함정의 받침대 진동에 의한 수중방사소음의 계산에 적용하여 그 유용성을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.158-163
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• 2012

Recently, reducing underwater radiated noise (URN) of ships has become an environmental issue to protect marine wildlife. URN of ships can be predicted by various methods considering its generating mechanism and frequency ranges. For URN prediction due to ship structural vibration in low frequency range, the fluid-structure interaction analysis technique based on finite element and boundary element methods (FE/BEM) is regarded as an useful technique. In this paper, URN due to a double bottom-shaped structure vibration has been numerically investigated based on a coupled method of FE/BEM to enhance the prediction accuracy of URN due to the vibration of real ship engine room structure. Acoustic radiation efficiency and URN transfer function in case of vertical harmonic excitation on the top plate of double bottom structure have been evaluated. Using the results, the validity of an existing empirical formula for acoustic radiation efficiency estimation and a simple URN transfer function, which are usually adopted for URN assessment in initial design stage, is discussed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.427-435
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• 2021

환경시설물, 댐과 같은 유체를 저장하는 시설물을 대상으로 엄밀하게 지진 거동을 평가하기 위해서는 유체-구조물 상호작용을 고려한 해석이 필요하다. 특히, 댐-호소 계와 같이 상류 방향으로 무한 영역을 가지는 경우에는 이를 적절히 고려해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 댐-호소 계와 같은 반무한 유체 영역을 갖는 시스템을 대상으로 무한 영역의 파전파 해석 및 유체-구조물 상호작용 해석을 위한 실용적인 수치 모형을 제시하였다. 시간영역에 적용가능한 방법으로 정확하면서도 경계적인 해석이 가능하다. 무한 유체 영역에 대해서는 일반 acoustic finite element 대신 작은 개수의 mid-point integrated acoustic finite element를 적용하고 최종 경계에는 점성경계를 부과한다. 제안하는 방법의 유효성과 정확성을 검증하기 위해 강체 댐체를 가정한 반무한 호소계를 대상으로 적용하는 요소의 개수, 모델링 영역 크기 등을 매개변수로 해석해와 비교·검증하였다. 제안된 방법을 적용하여 댐-호소 계의 유체-구조물 상호작용을 부가질량을 사용하는 경우와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.9-16
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• 2014

최근 수중폭발로 인한 구조물의 충격응답에 대한 연구는 매우 높은 비용과 소요시간, 민감한 환경문제 등으로 인하여 실제 시험보다는 컴퓨터를 통한 수치해석적 연구가 활발히 진행되어 왔다. 또한 시뮬레이션의 기술 향상과 더욱 정교해진 기능들로 수치 시뮬레이션의 효율성이 증가되었을 뿐 아니라 그 신뢰성까지 증가하였다. 본 연구에서는 유체 표면의 Acoustic Pressure와 구조물 표면 변위의 적절한 관계를 다루는 구조-유체 상호작용(FSI : Fluid-Structure Interaction), 수중폭파 형태를 결정하는 유체의 깊이와 폭발물과 구조물 사이의 거리에 대한 파라미터를 상용 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용한 시뮬레이션 값과 실험적 이론 값 비교에 중점을 두었다. 수중폭발로 인한 파이프의 충격테스트 응답 분석은 ABAQUS/Explicit을 사용하여 수행되었고, 시간이력에 따른 충격하중, Acoustic Pressure, 타격지점의 응력, 속도, 변형에너지 등 ABAQUS CAE에서 결과를 나타내었다.