• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.571-580
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• 1998

The numerical model that can describe the ignition of pseudospark discharge using hybrid fluid-particle(Monte Carlo )method has been developed. This model consists of the fluid expression for transport of electrons and ions and Poisson's equation in the electric field. The fluid equation determines the spatiotemporal dependence of charged particle densities and the ionization source term is computed using the Monte carlo method. This model has been used to study the evolution of a discharge in Argon at 0.5 torr, with an applied voltage if 1kV. The evolution process of the discharge has been divided into four phases along the potential distribution : (1) Townsend discharge, (2) plasma formation, (3) onset of hollow cathode effect, (4) plasma expansion. From the numerical results, the physical mechanisms that lead to the rapid rise in current associated with the onset of pseudospark could be identified.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.1-11
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• 2013

FLIP 기반의 유체 시뮬레이션은 품질에 대비 높은 효율을 자랑하기 때문에 Visual Effect(VFX)산업에 널리 사용되고 있다. FLIP 기술에서는 바다와 같은 대규모의 물을 시뮬레이션 할 때 시각적으로 중요하지 않은 물의 안쪽까지도 파티클을 할당해야 하기 때문에 보이는 파티클보다 보이지 않는 파티클의 개수가 훨씬 많은 경우에는 시뮬레이션 작업의 효율성이 떨어진다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 레벨셋 (Level Set)과 Fluid Implicit Particle(FLIP) 기반의 유체 시뮬레이션 기법을 혼합(hybrid)한 효율적인 유체 시뮬레이션 기법을 제안한다. 파티클들을 물의 안쪽 표면 근처의 얇은 층에만 배치함으로써 사용되는 파티클의 갯수를 줄여서 결과적으로 시뮬레이션의 효율성을 크게 높일 수 있었다. 또한 [1]의 표면 재구성 기법과 moving least squares(MLS) [2] 기법을 결합한 새로운 유체 표면 재구성 기법을 적용하여 FLIP을 통해 격자(Grid) 기반 시뮬레이션에서 발생하는 수치적 소실을 줄이고 동시에 유체의 부드러운 표면을 유지할 수 있다. 본 논문의 혼합 시뮬레이션 기술은 높은 품질의 유체 시뮬레이션을 효율적으로 수행하여 다양한 규모의 유체를 표현할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.270-274
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• 1997

The numerical model that can describe the ignition of the pseudospark discharge using hybrid fluid-particle method has been developed. The evolution process of the discharge has been divided into four phases along the potential distribution. After the plasma enters in the hollow cathode, the confining effect which is one of hollow cathode properties occurs and the electron current on anode rises rapidly. As the plasma expands successively, the sheath contracts and as the electric field in the sheath increases, the field-enhanced thermionic emission(Schottky emission) occurs. From numerical results, the physical mechanism that causes the rapid current rise in the ignition of the pseudospark discharge could be identified.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.17-27
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• 2012

본 논문에서는 영화 '7광구'에서 사용된 유체 시뮬레이션 적용 사례를 분석하고 구현된 기법들을 소개한다. 영화에 적용된 장면 중 상세한 유체 움직임을 표현하기 위하여 대형 수조에서 물이 터지면서 나오는 장면은 물의 미세한 움직임을 표현하기 위해 smoothed particle hydrodynamics(SPH) 기법을 사용하였고, 잠수정 유리를 깨고 바닷물이 쏟아지는 장면에서는 파티클과 레벨셋의 혼합 시뮬레이션 기술을 적용하였다. 영화의 주요 캐릭터인 괴물이 불타는 장면을 실감나게 연출하기 위해 높은 정교함을 보여주는 detonation shock dynamics(DSD) 화염 시뮬레이션 기법을 사용하였으며, 이때 높은 와동력을 가하더라도 유체의 비압축성을 유지하기 위해 무발산 와동 입자기법을 적용하였다. 또한, 효율적인 영상제작을 위해 업샘플링 기법을 사용하였다. 결과적으로 고품질의 영상을 국내 기술로 제작할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.603-608
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• 2011

입자추적유속계(PTV)는 나노 및 바이오 분야의 유체유동장에서는 각 입자들을 추적하여 속도측정을 하는 관계로 많은 강점이 있다. 그러나 측정원리상 보간에 의한 속도장 측정오차를 피할 수 없는 관계로 PTV기술을 사용함에 있어서 제한적이었다. 본 연구에서는 어파인변환 알고리듬을 PIV 및 PTV측정에 도입함으로써 보간에 의한 오차를 줄일 수 있는 어파인변환 기반 하이브리드 PIV알고리듬을 구축하였다. 구축된 알고리듬에 대한 성능평가를 위하여 Green-Taylor와유동의 수치적 데이터를 이용한 가상영상에 대한 시험을 실시하였으며, 이로부터 입자수가 2000개 이상일 때 최적의 측정성능임을 확인하였으며 상호상관PIV법 및 확률일치PTV법보다 우수한 측정성능임을 확인하였다. 나아가 길이비 2:1($6cm\;{\times}3cm$)인 장방형 물체후류(Re=5,300)에 대한 실험영상에 대한 실제 계산을 통하여 구축된 알고리듬에 대한 측정성능의 우수성을 확인하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.11-19
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• 2017

우리는 액체와 고체가 혼합된 표면을 세밀하게 복원하기 위해 하이브리드 부호거리장과 적응형 유체표면기술을 통합한 유체표면복원의 새로운 파이프라인을 제안한다. 이전 입자기반 유체 시뮬레이션은 입자가 불규칙하게 분포 될 때 유체표면에 노이즈 문제가 발생한다. 이 문제를 줄이기 위해 스무딩(Smoothing)기법을 적용하면 반복적인 스무딩과정으로 인해 선명하고 디테일한 유체의 표면적 특징을 소실하여 유체의 디테일이 사라지는 문제가 발생한다. 우리의 방법은 유체를 구성하는 입자기반의 부호거리값과 고체를 구성하는 삼각형기반의 부호거리값을 결합하여 하이브리드 부호거리장을 구성한다. 그리고 적응적으로 유체의 표면을 복원하는 방법을 제안하여 전체적인 효율성을 한 층 개선시킨다. 이렇게 하면 고체와 액체 부분의 세밀한 표면적 특징을 표현할 수 있을 뿐만 아니라 두 재질이 혼합되었을 때도 디테일한 표면의 특징과 부드러운 유체표면을 모두 나타낼 수 있다. 또한, 가이딩 형상이란 개념을 소개하여 부호거리값을 빠르게 얻어 올 수 있는 방법을 제안한다. 결과적으로, 하이브리드 부호거리장과 메쉬 재복원 기술을 적응형 프레임워크에서 통합함으로써 유체표면을 복원하는 파이프라인의 전반적인 효율성을 개선시켰다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.664-671
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• 2017

수직 발사대는 발사체에서 나오는 화염에 의하여 구조체의 손상이 일어날 수 있고 특히 후방덮개는 화염에 의하여 직접적으로 변형이 일어나므로 이를 해석하기 위해서는 유체-고체 연성해석 기법을 필요로 한다. 본 연구에서 발사체의 화염은 Eulerian 기법을 이용하여 해석하였고, 발사대의 후방 덮개는 Lagrangian 기법을 사용하여 해석하였다. 서로 다른 두 물질간의 경계면은 레벨을 통하여 추적을 하였고 경계면에서의 경계값은 가상유체 기법을 활용하여 결정하였다. 본 논문에서는 후방 덮개의 변형 형상에 따라 달라지는 유동의 변화를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2163-2165
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• 2005

A pulsed laser ablation deposition (PLAD) technique has been used for producing fine particle as well as thin film at relatively low substrate temperatures. However, in order to manufacture and evaluate such materials in detail, motions of plume particles generated by laser ablation have to be understood and interactions between the particles by ablation and gas plasma have to be clarified. Therefore, this paper was focused on the understanding of plume motion in laser ablation assisted by Ar plasma at 50(mTorr). Two-dimensional hybrid model consisting of fluid and particle models was developed and three kinds of plume particles which are carbon atom (C), ion $(C^+)$ and electron were considered in the calculation of particle method It was obtained that ablated $C^+$ was electrically captured in Ar plasmas by strong electric field (E). The difference between motions of the ablated electrons and $C^+$ made E strong and the collisional processes active.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.957-964
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• 2016

본 연구에서는 발사체를 보관하고 사출하는 수직 발사대에서 발사체의 화염에 의해 변형되는 발사대 후방덮개의 응답을 유체-고체 연성해석 기법을 이용하여 해석하였다. 발사체의 화염은 Eulerian 기법을 이용하여 해석하였고, 탄소성 변형이 일어나는 후방 덮개는 9절점 유한 요소 기법을 사용하여 해석하였다. 유체와 고체 물질간의 경계면 추적은 레벨 셋 기법을 사용하였고 경계값은 가상유체 기법을 이용하여 결정하였다. 각 해석 기법들은 이론값들을 통하여 검증되었고, 후방 덮개의 해석 결과는 후방 덮개가 변형되는 시간을 비교하였다.