• 제목/요약/키워드: FSI(Fluid-Structure Interaction)

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규칙파중 횡동요 하는 사각형 바지선 주위 유동의 수치모사 (Numerical Simulation of Flow around Free-rolling Rectangular Barge in Regular Waves)

  • 정재환;윤현식;권기조;조성준
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.15-20
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    • 2011
  • This study aimed at validating the adopted numerical methods to solve two-phase flow around a two-dimensional (2D) rectangular floating structure in regular waves. A structure with a draft equal to one half of its height was hinged at the center of gravity and free to roll with waves that had the same period as the natural roll period of a rectangular barge. In order to simulate the 2D incompressible viscous two-phase flow in a wave tank with the rectangular barge, the present study used the volume of fluid (VOF) method based on the finite volume method with a standard turbulence model. In addition, the sliding mesh technique was used to handle the motion of the rectangular barge induced by the fluid-structure interaction. Consequently, the present results for the flow field and roll motion of the structure had good agreement with those of the relevant previous experiment.

고도 정밀 M&S 시스템을 이용한 해난사고 원인규명 (Marine Accident Cause Investigation using M&S System)

  • 이상갑
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.36-37
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    • 2014
  • It is necessary to develop highly sophisticated Modeling & Simulation (M&S) system for the scientific investigation of marine accident causes and for the systematic reproduction of accidental damage procedure. To ensure an accurate and reasonable prediction of marine accidental causes, such as collision, grounding and flooding, full-scale ship M&S simulations would be the best approach using hydrocode, such as LS-DYNA code, with its Fluid-Structure Interaction (FSI) analysis technique. The objectivity of this paper is to present three full-scale ship collision, grounding and flooding simulation results of marine accidents, and to show the possibility of the scientific investigation of marine accident causes using highly sophisticated M&S system.

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비정렬 기반의 CFD 프로그램 개발 (DEVELOPMENT OF CFD PROGRAM BASED ON UNSTRUCTURED GRID SYSTEM)

  • 이정희;이상혁;이명성;허남건
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.524-529
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    • 2010
  • In the present study, a CFD program is developed for the Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis. The non-staggered, non-orthogonal, and unstructured grid system was also used to handle the complicated geometries in the program. In order to validate the capabilities of the developed CFD program, various models are investigated by using unstructured and nonorthogonal meshes. The predicted results are a good agreement with analytic solution, experimental data and commercial software. And also PISO algorithm is applied for transient flow analysis. The cyclic boundary condition and baffle cell are developed in order to improve the effectiveness of the calculation for complex geometry.

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Fluid-Structure Interaction Modeling and Simulation of CMP Process for Semiconductor Manufacturing

  • Sung, In-Ha;Yang, Woo-Yul;Kwark, Ha-Slomi;Yeo, Chang-Dong
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.60-64
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    • 2011
  • Chemical mechanical planarization is one of the core processes in fabrication of semiconductors, which are increasingly used for information storage devices like solid state drives. For higher data capacity in storage devices, CMP process is required to show ultimate precision and accuracy. In this work, 2-dimensional finite element models were developed to investigate the effects of the slurry particle impact on microscratch generation and the phenomena generated at pad-particle-wafer contact interface. The results revealed that no plastic deformation and corresponding material removal could be generated by simple impact of slurry particles under real CMP conditions. From the results of finite element simulations, it could be concluded that the pad-particle mixture formed in CMP process would be one of major factors leading to microscratch generation.

NURBS 곡면을 이용한 구조-유체 연성문제의 형상 최적설계 (Shape Design Optimization of Structure-Fluid Interaction Problems using NURBS Surfaces)

  • 장홍래;김민근;조선호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.508-511
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    • 2010
  • 본 논문에서는 정상상태 유체-구조 연성문제를 연속체 기반으로 정식화하고 유한요소법을 이용하여 완전 연성된 해를 구하였다. 대 변형을 고려하기 위하여 토탈 라그란지안 정식화를 사용하였으며 유체 및 구조의 비선형성이 고려되었다. 유체와 구조 영역의 형상을 NURBS 곡면을 이용하여 매개화하여 표현하였으며, 형상 최적화를 위해 효율적인 설계민감도 해석법인 애조인 기법을 이용하여 압력, 속도, 변위 등에 대한 설계민감도를 구하였다. 이를 이용하여 최소 컴플라이언스를 갖게 하는 구조물 내부의 유체영역의 설계 등의 수치예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

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Winglet이 부착된 날개의 구조변형에 의한 공력 변화 (STRUCTURAL DEFORMATION EFFECT ON THE AERODYNAMICS OF A WING WITH WINGLETS)

  • 이영민;강영진;정성기;명노신;조태환
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.39-42
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    • 2009
  • The aerodynamic characteristics of aircraft winglet with structural deformation was investigated using the static FSI(Fluid-Structure Interaction) system. The system, comprised of CAD, CFD, CSD, VSI, and grid regeneration modules, was constructed. In the process VSI, grid regeneration, and integration modules were developed to combine CSD and CFD modules. As a test model, KC-135A, the double winglet suggested by Whitcomb, was selected and its aerodynamic characteristics for the rigid and deformable models was calculated by applying the static FSI system. As a result, the lift and drag coefficients of test models were reduced to 11% and 1.3%, respectively.

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고압용 다이아프램 압축기 및 체크 밸브의 2-way FSI 수치해석 (TWO-WAY F냐 simulation OF THE DIAPHRAGM COMPRESSOR AND NON-RETURN CHECK VALVE)

  • 최범석;윤현기;유일수;박무룡
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.86-92
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    • 2010
  • A metal diaphragm compressor has been widely used for supplying a high pressures gas. This compressor mainly consists of gas oil space and metal diaphragm. Gas sucked in the gas space is compressed by an oscillating metal diaphragm existed between the gas and oil space. A non-return discharge and suction check-valve are components of the compressor that draw off the compressed oil and gas. Those components are self-actuated by differential pressures. Therefore, the rapid response and stable operating conditions are required. In the present study, to find out the dynamic behavior of the suction, discharge valve and diaphragm compressor, the unsteady flow field has been investigated numerically by using the unsteady two-way FSI (Fluid Structure Interaction) simulation method, $k-{\omega}$ turbulent model and mesh deformation.

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수치 모델에 따른 압전 구동방식 마이크로 펌프의 유동특성에 관한 연구 (A Study on the Flow Characteristics of Piezoelectric Micropumps with Different Numerical Models)

  • 정진;김동희;김창녕
    • 설비공학논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.707-713
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    • 2004
  • A numerical analysis has been conducted for flow characteristics of piezoelectric micropumps. In the present study, FSI (Fluid-Structure Interaction) model and grid deform model have been employed for each of two different geometries of the micropumps with two different frequencies in the piezoelectric diffuser/nozzle based micropumps. The displacement of piezo disk and flow rates have been closely examined at the inlet and outlet. It has been found that the motion of the piezo disk investigated with FSI model is not in accordance with that with grid deform model. The results show that the time averaged flow rate calculated with FSI model is larger than that with grid deform model. This study presents the performance analysis of piezoelectric micropumps with two different numerical models for different types of pumps.

제501 오룡호 침몰사고 원인분석을 위한 침수·침몰 시뮬레이션 연구 (A Study on Flooding·Sinking Simulation for Cause Analysis of No. 501 Oryong Sinking Accident)

  • 이재석;정현섭;오재호;이상갑
    • 한국항해항만학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.451-466
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    • 2017
  • 원양어선 제501 오룡호는 황천 중인 베링해에서 조업 후 피항하던 중 개구부를 통한 침수로 인하여 침몰하였으며 많은 선원들이 사망하고 실종되었다. 본 연구에서는 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction, FSI) 해석기법의 고도 정밀 M&S(highly advanced Modeling & Simulation) 시스템을 사용하여 실선 침수 침몰 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고의 과정을 정확하고 과학적으로 분석하고자 하였다. 베링해 침몰사고 시의 기상 및 해상상태를 객관적으로 확보하기 위하여 침몰사고 지역의 시간대별 기상 및 해상 시뮬레이션을 수행하여 침몰사고 당시 파랑과 강풍 등을 분석하고, 불규칙 파랑과 강풍 스펙트럼을 사용하여 구현하였다. 사고선박의 선체 도면 등을 통하여 선박의 선형, 배치 및 중량 분포와 외부 해수 침수 개구부 및 선내 침수 경로를 분석하고 주요 탱크들의 용적과 그들의 중량 분포를 추정하여 침수 침몰 시뮬레이션을 위한 시나리오를 작성하고, 사고선박의 전선과 유체(공기 및 해수)를 상세 모델링을 하였다. 본 연구를 통하여 침수 침몰사고는 단순한 복원성의 부족으로 인한 일반적인 전복 침몰사고와는 다소 차이가 있다는 것도 확인할 수 있었다.

수중폭발로 인한 파이프의 동적 응답해석 (Dynamic Response Analysis of Pipe Subjected to Underwater Explosion)

  • 김성범;이경재;정동호;박대효
    • 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.