• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.25-32
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• 2017

본 논문은 입자 기반 대규모 유체 시뮬레이션의 가속화 기법을 새롭게 제안한다. 전통적인 입자 기반 유체 시뮬레이션은 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)기법[1]을 통해 인접 입자와 물리량을 상호작용하는 방식으로 이루어졌다. 이러한 방식은 잔잔한 표면이나 유체 내부와 같이 입자의 움직임이 적은 부분에서는 연산량에 비해 가시적인 변화를 보이지 않는다는 특성이 있다. 이러한 현상은 입자의 개수가 많아질수록 두드러지게 나타난다. 기존 연구에서는 유체의 각 부분을 적응적으로 나눔으로써 낭비되는 연산량을 줄이려는 시도를 했다. 본 논문은 대규모 시뮬레이션에 적합한 입자 기반 유체 시뮬레이션 기법을 제안한다. 시뮬레이션에서 사용되는 모든 입자를 유체 움직임의 기준이 되는 샘플링 입자와 샘플링 입자에 의해 움직임이 결정되는 보간 입자로 분류하고 샘플링 입자에 의해 생성되는 삼각형 맵과 무게중심 좌표계를 이용한 보간 방법을 통해 연산 시간을 단축하는 기법을 제안한다. 우리의 기법은 입자의 개수가 많을수록 더욱 효율적이며 유체 표면의 세밀한 움직임 또한 표현하는 것이 가능하다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.51-61
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• 2019

이 논문에서는 유체 시뮬레이션 기술을 사용해서 비유체인 토사를 시뮬레이션하는 방법을 구현했다. 굴착 작업 등에 의해 생성되는 토사를 표현하기 위해 널리 사용되는 NVIDIA 사의 FleX를 사용하였다. FleX는 SPH(Smoothed-particle hydrodynamics) 기법과 위치 기반 동역학 (Position Based Dynamics) 기법을 결합한 입자 기반 물리 시뮬레이션 라이브러리로서 이를 이용하면 유체를 실감 있게 표현할 수 있다. 그러나 토사는 유체의 성질뿐만 아니라 비유체의 성질도 가지고 있기 때문에 기존의 FleX가 제공하는 기능만으로 시뮬레이션하기 어렵다. 본 연구에서는 기존 Flex를 이용하여 비유체의 행태를 시뮬레이션하기 위한 기법을 추가하였다. 이를 통해 적은 비용으로 효과적인 결과 개선이 이루어질 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.425-433
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• 2015

본 논문에서는 외부에서 균일한 직류전기장이 인가될 때 점성유체에 자유롭게 잠겨있는 단일 입자가 근처의 비전도성 평면 벽과의 상호작용 때문에 유발되는 2차원 유전영동 운동에 대하여 수치연구를 수행하였다. 특히 입자-유체 경계면에서 불연속적으로 급격히 변화하는 전기전도도를 가진 Maxwell 방정식을 해석하고 전기장을 구한 후 Maxwell 응력텐서를 적분하여 입자에 작용하는 유전영동 힘을 계산하였다. 해석 결과 전기장이 벽과 평행하게 인가될 때 입자는 항상 반발력이 유도되어 벽으로부터 멀어지는 방향으로 유전영동 운동이 발생하였으며, 그 운동특성은 입자와 벽 사이 간격과 입자의 전도도에 따라 크게 달라졌다. 운동 강도는 입자와 유체의 전도도가 서로 같으면 사라지나, 전도도가 서로 다르면 그 차이가 클수록 강도는 증가하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.11-19
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• 2005

First, methods of numerical analysis of gas-particle flows is classified into micro, meso and macro scale approaches based on the concept of multi-scale mechanics. Next, the explanation moves on to discrete particle simulation where motion of individual particles is calculated numerically using the Newtonian equations of motion. The author focuses on the cases where particle-to-particle interaction has significant effects on the phenomena. Concerning the particle-to-particle interaction, two cases are considered: the one is collision-dominated flows and the other is the contact-dominated flows. To treat this interaction mathematically, techniques named DEM(Distinct Element Method) or DSMC (Direct Simulation Monte Carlo) have been developed DEM, which has been developed in the field of soil mechanics, is useful for the contact -dominated flows and DSMC method, developed in molecular gas flows, is for the collision-dominated flows. Combining DEM or DSMC with CFD (computer fluid dynamics), the discrete particle simulation becomes a more practical tool for industrial flows because not only the particle-particle interaction but particle-fluid interaction can be handled. As examples of simulations, various results are shown, such as hopper flows, particle segregation phenomena, particle mixing in a rotating drum, dense phase pneumatic conveying, spouted bed, dense phase fluidized bed, fast circulating fluidized bed and so on.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1-5
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• 2008

본 논문은 유체 시뮬레이션의 격자 내 상세도를 와류입자법(Vortex Particle Method)를 사용하여 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 비압축 Navier-Stokes 방정식을 풀어 낸 속도장(Velocity Field)으로 유체의 거시적인 움직임을, 와류입자법으로 생성한 와도장(Vorticity Field)으로 유체의 미세한 움직임을 표현한다. 이 기법은 고해상도 격자에서 선형시스템을 풀지 않기 때문에 고해상도 유체 시뮬레이션을 효율적으로 할 수 있고, 강한 난류 효과를 만들어 낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.132-139
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• 1997

Spray characteristics of external mixing sonic twin-fluid atomization nozzles are investigated experimentally. Particle sizes are measured by the Fraunhofer diffraction method using the Malvern particle analyzer, and their radial distributions are obtained using the tomographical transformation technique. The spatial distribution of SMD shows that the drop size increases in the radial direction at a fixed liquid flow rate, and the distribution is getting uniform rapidly as the atomizing gas pressure increases. The SMD decreases as the liquid flow rate increases at a fixed GLR. It is found that the atomization efficiency of the flush type sonic nozzle is superior to that of protrusion type. The effect of laser beam diameter of the particle analyzer on the spatial SMD distribution is minor at present experimental conditions.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.498-501
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• 2009

Electrophoretic displays (EPDs) are attracting considerable attentions as a paper-like display. Especially, Electrophoretic cell consists of micron-sized, charged particles dispersed in a viscous fluid. When an external electric field is applied, the charged particles move with a speed proportional to the particle mobility and the local field strength. In electrophoretic displays fast switching times are required, so knowing the particle mobility is very important. In this paper, we study a novel simulation for calculating the particle motions submerged in a viscous fluid for horizontal switching electrophoretic cell.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.44-51
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• 2014

The disinfection method using UV has emerged as photodissociation in water disinfection. In order to predict performance for UV disinfection, CFD analysis was performed due to saving cost. Most CFD studies of UV reactor have used particle tracking method. However it demands additional analysis time, computing resource and phase besides working fluid. In this paper, pathogenic microorganisms' route is assumed to streamline of fluid to save computing time. the computational results are in good agreement with experimental results. The results of streamline method are compared with the particle tracking method. In conclusion, the effectiveness of streamline method for UV disinfection are confirmed.

• 공업화학
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• 제30권4호
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• pp.445-452
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• 2019

Shear thickening is an intriguing phenomenon in the fields of chemical engineering and rheology because it originates from complex situations with experimental and numerical measurements. This paper presents results from the numerical modeling of the particle-fluid dynamics of a two-dimensional mixture of colloidal particles immersed in a fluid. Our results reveal the characteristic particle behavior with an application of a shear force to the upper part of the fluid domain. By combining the lattice Boltzmann and discrete element methods with the calculation of the lubrication forces when particles approach or recede from each other, this study aims to reveal the behavior of the suspension, specifically shear thickening. The results show that the calculated suspension viscosity is in good agreement with the experimental results. Results describing the particle deviation, diffusivity, concentration, and contact numbers are also demonstrated.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.27-35
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• 2012

A numerical simulation for particle collection efficiency in a wire-plate electrostatic precipitator (ESP) has been performed. Method of characteristics and finite differencing method (MOC-FDM) were employed to obtain electric field and space charge density, and lattice boltzmann method (LBM) was used to predict the Electrohydrodynamic (EHD) flow according to the ion convection. Large eddy simulation (LES) was considered for turbulent flow and particle simulation was performed by discrete element method (DEM) which considered field charging, electric force, drag force and wall-collision. One way coupling from FDM to LBM was used with small and low density particle assumption. When the charged particle collided with the collecting plate, particle-wall collision was calculated for re-entertainment effect and the effect of gravity force was considered.