• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.876-893
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• 2014

The resistance performance of an icebreaking cargo vessel according to the variation of waterline angles is investigated numerically and experimentally. A recently developed Finite Element (FE) model is used in our analysis. A resistance test with synthetic ice is performed in the towing tank at Pusan National University (PNU) to compare and validate the computed results. We demonstrate good agreement between the experimental and numerical results. Shipice interaction loads are numerically calculated based on the Fluid Structure Interaction (FSI) method in the commercial FE package LS-DYNA. Test results from model testing with synthetic ice at the PNU towing tank are used to compare and validate the numerical simulations. For each waterline angle, numerical and experimental comparisons were made for three concentrations (90%, 80%, and 60%) of pack ice. Ice was modeled as a rigid body, but the ice density was the same as that used in the experiments. A comparative study according to the variation of stem angles is expected to be conducted in the near future.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.877-880
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• 2017

원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

• Wind and Structures
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• 제36권1호
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• pp.31-40
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• 2023

This paper investigates the mechanical behavior of full-scale offshore fish cages under hydrodynamic loads. To simulate different cases, different materials were used in the fish cage and analyzed under different flow velocities. The cage system is studied in two parts: net cage and floating collar. Analyses were performed with the ANSYS Workbench program, which allows the Finite Element Method (FEM) and Computational Fluid Dynamics (CFD) method to be used together. Firstly, the fish cage was designed, and adjusted for FSI: Fluid (Fluent) analysis. Secondly, mesh structures were created, and hydrodynamic loads acting on the cage elements were calculated. Finally, the hydrodynamic loads were transferred to the mechanical model and applied as a pressure on the geometry. In this study, the equivalent (von Mises) stress, equivalent strain, and total deformation values of cage elements under hydrodynamic loads were investigated. The data obtained from the analyses were presented as figures and tables. As a result, it has been shown that it is appropriate to use all the materials examined for the net cage and the floating collar.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권2호
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• pp.103-108
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• 2014

Growing concerns about environmental pollution have led to an increase in the demand for compressed natural gas (CNG) vehicles in recent years. CNG vehicles are equipped with a cylinder valve installed in a high-pressure vessel to control the CNG flow. The cylinder valve must meet high quality safety standards because the pressure vessel stores high-pressure CNG. Therefore, safety evaluation of the cylinder valve is necessary to ensure the safety of CNG vehicles. In this study, fluid-structure interaction analysis for the structural integrity of the cylinder valve were conducted using a commercial finite element analysis code(ANSYS WORKBENCH V14). The CFD analysis was performed using a steady-state technique according to the inlet and outlet pressures in order to predict the pressure distribution. Structural analysis was performed by a static structure technique at the maximum working pressure to evaluate the structural integrity of the cylinder valve. From the results, the safety factor of the valve component is between 1.57 and 21.5.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1575-1580
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• 2010

최근 수중 생물체의 특성과 운동성을 가진 생체 모방형 수중로봇의 모방연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 논문은 수중에서 기동성과 항해성이 우수한 가오리류 어류 움직임을 모방하여 날개 짓에 의한 속도 및 이동거리를 수치적으로 연구하고자 한다. 유체-구조 연성해석의 방법을 사용하여 3 차원 해석을 실시하였으며, 날개 짓에 의한 큰 변형을 보정하고자 격자 재생성 기능을 사용하였다. 실제 가오리는 날개 진동수에 의해 추진력에 가장 큰 영향을 받는다. 이를 바탕으로 실제 가오리의 움직임과 관련된 파라미터를 이용하여 진동수 및 진폭의 변화에 대하여 최대의 추진력을 갖는 날개의 움직임을 연구하고자 한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제19권4호
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• pp.462-468
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• 2016

In this paper, we present the results of the numerical analysis employing CONWEP, LS-DYNA FSI(Fluid Structure Interaction), AUTODYN FSI, LS-DYNA ALE(Arbitrary Lagrange Eulerian) and combination of CONWEP and LS-DYNA ALE for blast door fracture and wave propagation through the tunnel by the external explosion. We compared the numerical analysis results with the subscale test data and selected combination of CONWEP and LS-DYNA ALE method as adequate data generation method for the FRM(Fast Running Model) software development. It is expected to save much time and costs by using the numerical simulation data for the various test conditions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.787-790
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• 2009

There are several types of compressors which are appropriate for hydrogen gas station. Metal diaphragm type of hydrogen compressor is the one of them, a use in which satisfies the requirements of maintaining gas purity and producing high pressure over 700 bar. The objective of this study is to investigate an characteristics of compression as bulk modulus of oil varies. Three cases of bulk modulus ranging from $2{\times}10^9$, $4.52{\times}10^9$ and $7{\times}10^9$ were studied through FSI (Fluid Structure Interaction) analysis. Gas pressure, oil pressure and deflection degree of diaphragm were analysed during a certain period of compression process. Highest pressure and deflection were found in the condition of high bulk modulus of $7{\times}10^9$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5371-5376
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• 2013

메인스타팅 에어밸브는 선박에서 최초 시동을 위해 장착되는 요소로서 운전 시에는 공기를 차단하는 역할을 한다. 본 연구에서는 기 개발된 50A 메인스타팅 에어밸브의 형상을 기초로 80A 메인스타팅 에어밸브의 기초설계를 제시하였고, 80A 메인스타팅 에어밸브의 개념설계는 CATIA를 이용하여 완성되었다. 그리고 압력분포 및 속도분포등의 유동특성을 검토하기 위해서 유동해석을 수행하였고, 이어서 FSI를 이용한 구조해석을 수행하였다. 이상의 수치해석을 위하여 ANSYS 및 ANSYS CFX 프로그램을 이용하였다. 밸브 몸체의 과도한 중량은 인접 구조요소의 강도를 저해시킬 수 있고 유동특성에도 좋지 못한 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 80A 밸브의 경량화 설계를 강도성능의 요구조건을 고려하여 제시하였다. 최종 제시한 밸브는 7kg의 경량화를 이루었고 최대응력도 설계기준을 만족시켰다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1359-1365
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• 2014

본 연구에서는 측추력기 구성품인 Shutter의 열구조 안전성을 평가하기 위해 단방향 유체-구조 연성해석을 수행하였다. Shutter는 측추력기에서 노즐을 개방시키기 위한 구동 토크와 연소가스의 고온, 고압 열하중을 받는 부품으로 연소가 진행되는 동안 열구조 안전성을 확보하여야만 한다. 유체-구조 연성해석을 위해 측추력기의 연소시간동안 내부 유동장에서 발생하는 연소가스의 압력 및 온도 분포, 대류 열전달계수값을 유동해석을 통해 도출하였고, 이 결과 값을 맵핑 방식을 이용하여 열구조 해석의 하중조건으로 부가하였다. 연소시간동안 Shutter에서 발생되는 최대 응력 및 취약위치, 온도분포를 단위 시간 단위로 분석하여 온도에 따른 소재의 인장강도 값과 비교하여 열구조 안전성을 평가 하였다. 또한 반경 방향 변형량을 분석하여 셔터와 노즐목 간의 적정 간극을 설정하는 근거로 활용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.83-92
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• 2007

대형의 유체-구조물 연계시스템(FSI) 해석을 위해 많은 수치기법들이 있지만, 유체의 슬로싱에 의해 발생되는 집중적이고 불규칙한 동수압의 영향 때문에, 신뢰할 수 있는 수치 결과와 수치안정성을 확보하기 위해 매우 조밀한 메쉬를 필요로 한다. 그 결과, 신뢰할 수 있는 장기적인 시간 응답을 구하기 위한 수치해석은 상당히 많은 CPU 시간을 요구한다. 본 논문의 목적은 국부 상세 모델을 이용하여 LNG운반선의 화물창 시스템의 유탄성적 거동을 해석하기 위한 전역-국부 해석기법을 제시하고자 한다. 본 논문에서 제시한 해석기법의 타당성을 증명하고 이 기법을 통해 LNG운반선 화물창 시스템의 국부응답을 효율적으로 예측한 결과를 제시하였다.