• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권6호
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• pp.773-783
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• 2019

A numerical analysis of a turbulent flow with a 'large-eddy breakup device(LEBU)' was performed to investigate the influence of the device on the drag of underwater vehicle using commercial CFD code, FLUENT. In the present study, the vehicle drag was decomposed to skin-friction coefficient(C_f) and pressure coefficient(C_p). The variation of the vehicle C_f and C_p were observed with changing location of the device and Reynolds number. As a result, the device decreased the vehicle C_f because it suppressed the turbulent characteristics behind the device. The larger Reynolds number, the higher reduction effect when the device was placed in front part of, and near the vehicle. On the other hand, the device increased/decreased the vehicle C_p with increasing/decreasing turbulent kinetic energy at recirculating flow region behind the vehicle. The total drag change by the device was caused by C_p rather than C_f.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1003-1011
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• 2012

A new type of gerotor developed in this paper has the inner rotor designed by inserting a polycircular-arc between the hypocycloid and epicycloid curves, and we also suggest that the outer rotor be designed using the closed-form equation for the inner rotor and a method of modification. Thus, it is possible to design a gerotor for which there is no cusp and loop, as in this case undercut is prevented. We developed automated program for rotor design and calculation of the flow rate and flow rate irregularity. And we also demonstrate the superior performance of the gerotor developed in this study by analyzing the internal fluid flow using a commercial computation fluid dynamics-code (CFD).

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.296-296
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• 2015

The aim of this paper is to numerically explore the feasibility of designing a Mini-Hydro turbine. The interest for this kind of horizontal axis turbine relies on its versatility. For instance, in the field of renewable energy, this kind of turbine may be considered for different applications, such as: tidal power, run-of-the-river hydroelectricity, wave energy conversion. It is fundamental to improve the turbine performance and to decrease the equipment costs for achievement of "environmental friendly" solutions and maximization of the "cost-advantage". In the present work, the commercial CFD code ANSYS is used to perform 3D simulations, solving the incompressible Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (U-RANS) equations discretized by means of a finite volume approach. The implicit segregated version of the solver is employed. The pressure-velocity coupling is achieved by means of the SIMPLE algorithm. The convective terms are discretized using a second order accurate upwind scheme, and pressure and viscous terms are discretized by a second-order-accurate centered scheme. A second order implicit time formulation is also used. Turbulence closure is provided by the realizable k - turbulence model. In this study, a mini hydro turbine (3kW) has been considered for utilization of horizontal axis impeller. The turbine performance and flow behavior have been evaluated by means of numerical simulations. Moreover, the performance of the impeller varied in the pressure distribution, torque, rotational speed and power generated by the different number of blades and angles. The model has been validated, comparing numerical results with available experimental data.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권1호
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• pp.84-98
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• 2021

The hydrodynamic characteristics of amphibious assault vehicles are investigated using commercial CFD code, STAR-CCM+. Resistance performances of a displacement-type vehicle and a semi-planing type vehicle are analyzed in calm water. The self-propelled model is also computed for the semi-planing type vehicle. All computations are performed using an overset mesh system and a RANS based flow-solver coupled with a two-degree of freedom equations of motion. A moving reference frame is applied to simulate revolutions of impeller blades for a waterjet propulsion system. Grid dependency tests are performed to evaluate discretization errors for the mesh systems. The numerical analysis results are compared with the experimental results obtained from model tests. It is shown that RANS is capable of investigating the resistance and self-propulsion characteristics of high-speed amphibious assault vehicles. It is also found that a fully covered side skirt, which is covering tracks, reduces resistance and stern trim, besides increasing propulsive efficiency.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.296-304
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• 2023

Cavitation tests for a waterjet propulsor of an amphibious vehicle are carried out in the Large Cavitation Tunnel. Waterjet pump performances and cavitation characteristics including thrust breakdown performances are investigated in the tests. In addition, cavitation characteristics for waterjet propulsors working inside the intake are calculated by using a commercial CFD code, Star-CCM+. Sliding mesh is implemented to a rotating impeller and the k-epsilon turbulence model is chosen. Cavitation bubble growth and collapse are estimated using the Schnerr-Sauer cavitation model based on Rayleigh-Plasset equation. Calculated results agree fairly well with experimental results. The re-design of the waterjet propulsor is performed to enhance waterjet cavitating performances and calculated results show that waterjet thrust breakdown characteristics are significantly improved.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권6호
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• pp.1-10
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• 2012

The annual energy production of Gangwon wind farm was predicted for three consecutive years of 2007, 2008 and 2009 using commercial programs, WindPRO and WindSim which are known to be used the most for wind resource prediction in the world. The predictions from the linear code, WindPRO, were compared with both the actual energy prediction presented in the CDM (Clean Development Mechanism) monitoring report of the wind farm and also the predictions from the CFD code, WindSim. The results from WindPRO were close to the actual energy productions and the errors were within 11.8% unlike the expectation. The reason for the low prediction errors was found to be due to the fact that although the wind farm is located in highly complex terrain, the terrain steepness was smaller than a critical angle($21.8^{\circ}$) in front of the wind farm in the main wind direction. Therefore no flow separation was found to occur within the wind farm. The flow separation of the main wind was found to occur mostly behind the wind farm.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.18-28
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• 2006

무딘 물체 주위의 고마하수 유동의 수치해석은 여러 문제점을 지니고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 해석 기법이 제시되어왔다. 그러나 20년 이상된 수치 기법과 비교할 때 현장 경험의 부족, 그리고 특별한 응용을 위하여 기존의 코드를 수정하는 번거로움 등으로 인해 새로운 기법들은 한정된 응용 분야에서만 이용되고 있다. 본 연구에서는 지난 25년간 가장 널리 이용되고 있고 여러 상용코드에도 적용된 Roe의 FDS 수치해법을 이용하여 알고리듬이나 전산유체해석 코드의 수정 없이 3차원 고마하수 유동 해석의 문제점을 극복하는 방안을 살펴보았다. 매우 큰 마하수에서도 엔트로피 수정을 통하여 Riemann 해법들의 문제점으로 잘 알려진 carbuncle 현상이 해결 가능함을 보였으며, 비물리적 해의 문제도 초기조건의 간단한 수정으로 엔트로피 수정이나 격자 형상에 관계없이 해결할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.323-334
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• 2020

경계층 천이는 극초음속 비행체의 열공력 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 성능 해석과 설계를 위해 천이지점의 정확한 예측 능력이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 극초음속 경계층 천이 예측을 위한 γ-Re_θt 모델을 개선하고 검증하였다. 천이 시작 위치 결정에 영향을 주는 간헐도 수송방정식 생성항의 계수를 압축성 경계층 상사해를 기반으로 마하수와 벽면온도, 자유류 정체온도 등에 대한 함수 형태로 구성하고 적용하였다. 기본 모델의 Re_θc와 F_length 상관관계식에 마하수에 따른 천이 시작 운동량두께 레이놀즈수와 천이구간의 길이 변화를 반영할 수 있도록 마하수에 대한 관계식을 추가로 결정하여 적용하였다. 실용적인 사용을 고려하여 제안 모델을 상용 CFD 코드에 적용하였으며, 검증을 위해 모델을 사용하여 극초음속 평판과 원뿔 경계층 해석을 수행하였다. 실험 결과와의 비교를 통해 마하수와 단위 레이놀즈수 변화에 대한 개선된 예측성능을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.611-618
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• 2018

본 연구에서는 이수의 유동 특성을 분석하기 위한 기초 연구로서 상용 코드인 ANSYS CFX 14.5를 이용하여 고체-액체 2상 유동에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 고체-액체 2상 유동 현상을 모사하기 위해서 균질류 모델과 분리류 모델을 사용하였다. 분리류 모델에서는 Gidaspow의 항력모델을 적용하였으며, 고체 입자에 운동 이론 모델을 적용하였다. 기존의 실험 결과를 기반으로 본 연구에서 사용한 수치해석 모델의 유효성을 검토하였으며, 수치해석은 직경 54.9 mm, 길이 3 m의 수평관에서 체적 분율 0.1~0.5, 속도 1~5 m/s 범위에서 수행되었다. 그리고 압력강하와 고체 입자의 체적 분율 분포를 확인하였으며, 압력강하는 균질류 모델과 분리류 모델이 각각 MAE 17.04 %, 8.98 % 이내에서 실험결과를 잘 예측하였다. 관의 하부에서 높은 체적 분율이 나타나며, 상부로 갈수록 체적 분율은 감소하였다. 그리고 속도가 증가할수록 높이 변화에 따른 체적 분율 분포의 변화는 감소하였으며, 수치해석 결과는 이러한 유동 특성을 잘 예측하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권4호
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• pp.273-278
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• 2009

월파형 파력발전장치는 월류된 파랑으로 인하여 발생한 수두차를 이용하여 터빈을 구동하는 일종의 파랑에너지 변환장치로써 파랑에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 본 연구는 상용 CFD코드 인 Fluent를 사용하여 수치 조파수조를 구현하여 월파형 파력발전장치의 해석에 도입을 하여 입사파 조건과 형상에 대한 계산을 수행하였다. 최적의 월류성능을 나타내는 구조물 사면형상을 도출하기 위하여 직선형과 포물선형을 채택하여 비교분석을 수행한 결과 포물선형 사면경사를 갖는 구조물이 더 우수한 월류성능을 보인다는 것을 확인 하였다.