• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.70-80
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• 2016

The comparison of two commercial codes(FLUENT and STAR-CCM+) and an open-source code(OpenFOAM) are carried out for the aerodynamic analysis of flight vehicles at low speeds. Tailless blended-wing-body UCAV, main wing and propeller of HALE UAV(EAV-3) are chosen as geometries for the investigation. Using the same mesh, incompressible flow simulations are carried out and the results from three different codes are compared. In the linear region, the maximum difference of lift and drag coefficients of UCAV are found to be less than 2% and 5 counts, respectively and shows good agreement with wind tunnel test data. In a stall region, however, the reliability of RANS simulation is found to become poor and the uncertainty according to code also increases. The effect of turbulence models and meshes generated from different tools are also examined. The transition model yields better results in terms of drag which are much closer to the test data. The pitching moment is confirmed to be sensitive to the existence and the location of transition. For the case of EAV-3 wing, the difference of results with ${\kappa}-{\omega}$ SST model is increased when Reynolds number becomes low. The results for the propeller show good agreement within 1% difference of thrust. The reliability and uncertainty of three codes is found to be reasonable for the purpose of engineering use. However, the physical validity and reliability of results seem to be carefully examined when ${\kappa}-{\omega}$ SST model is used for aerodynamic simulation at low speeds or low Reynolds number conditions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.373-380
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• 2017

본 연구에서는 레이놀즈 평균 나비어-스톡스(Reynolds-averaged Navier-Stokes, RANS) 방정식을 적용하여 스러스터(thruster) 상호작용에 대한 점성 유동 CFD 해석을 수행하였다. 수치해석은 상용 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하였으며, 프로펠러와 No.19a 덕트로 스러스터 모델을 구성하였다. 프로펠러의 회전에 의한 동적인 움직임의 해석을 위해 슬라이딩 격자(sliding mesh)기법을 사용하였으며, 격자구성은 다중영역으로 구분하여 육면체 격자(hexahedral element)로 구성하였고, 계산 시간의 경제성을 고려하여 비등각(non-conformal) 격자를 이용하였다. 스러스터 배치를 그대로 유지한 상태에서 상류방향 스러스터의 방위각(azimuth angle)과 축 기울기에 따라 스러스터 상호작용이 크게 변화하였다. 이러한 결과를 통해 축 기울기와 방위각이 추진성능에 중요한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.61-70
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• 2016

Dong-tan Station, shared by high-speed railway and urban express railway, is a very complicated underground station having 6 tracks together with barrier and shafts between them, therefore it seems very hard to investigate the aerodynamic effects including the pressure variation and train gust in the station when a high-speed train runs through it. In this study, the aerodynamic effects on the structures and platform passengers when a high-speed train runs through an underground station have been studied using Computational Fluid Dynamics. STAR-CCM+ has been employed for numerical simulation based on Navier-Stokes equation and 2-equation turbulence model and moving mesh scheme supported by STAR-CCM+ has also been used to represent the relative motion between a train and station. Based on the simulation results, the unsteady flow fields in the underground station induced by the high-speed train have been analyzed and the pressures on the PSDs and pressure variation at the platform have quantitatively assessed.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권6호
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• pp.750-757
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• 2016

본 연구에서는 파 주기와 기울기에 따른 단일 실린더와 다중 실린더의 wave run-up을 추정하였다. 3차원 비압축성 점성 난류 유동이며 서로 다른 상을 가지는 이상유체에 대한 수치해석을 수행하기 위하여, 본 연구에서는 전산 유체 역학 상용코드인 "STAR-CCM+"을 기반으로 하여 VOF기법과 realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 사용하였다. 모델스케일에 대한 파 주기는 단일 실린더의 경우 1.269초와 1.692초이고, 다중 실린더의 경우 1.716초이다. 각 케이스 별로 1/30, 1/16의 파 기울기를 가진다. 최종적으로 파 기울기와 주기에 대한 wave run-up 추정 결과는 관련 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 결과는 실험과 비교하여 정성적으로 유사함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.194-201
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• 2017

EFD-CFD 비교 워크샵 case 1의 모델로 한국항공우주연구원에서 개발된 KARI-11-180 익형이 선정되었다. 익형 풍동시험은 $0.6m{\times}3.0m$ 모델을 사용하여 KARI LSWT에서 최대 레이놀즈수 3.0E6까지 수행되었다. 익형 형상 및 Cl, Cd 그리고 Cp를 포함한 시험자료가 2015년 KSAS 춘계학술대회에서 공개되었으며, KFLOW, FLUENT 및 STAR-CCM+를 사용한 전산유체해석결과가 2015년 KSAS 추계학술대회에서 공개되었다. 본 논문에는 2015년 발표된 시험 및 전산해석결과를 요약하여 수록하였으며, 시험결과를 포함한 전산해석 결과들 간의 비료결과도 요약수록 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.103-109
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• 2013

본 연구에서는 초소형 가스터빈 연소기에서의 수소/공기 연소에 대한 수치해석을 연소기 입구에서의 공급 유량 및 유체의 수소/공기 혼합비 변화에 대하여 수행하였다. 수치해석은 상용화 프로그램인 STAR-CCM 을 이용하였다. 유체의 공급 유량의 변화는 연소기 내 화염의 위치와 온도, 입구와 출구의 압력비 등에 상당한 영향을 주었다. 유체의 공급 유량이 증가할 때, 연소기 내의 화염은 점점 출구 방향으로 위치하였고, 화염의 온도 및 입구와 출구의 압력비는 단조적으로 증가하였다. 유체의 수소/공기 혼합비 변화는 화염의 위치에는 큰 영향을 주지 않았고, 이론공연 상태에서 연소실 내에 가장 높은 화염온도를 가졌다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.585-591
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• 2014

본 논문의 주 목적은 프루드 수가 0.5 이상인 중형 경비정의 속도성능을 모형시험 이전에 CFD 결과를 바탕으로 기존의 모형시험자료를 활용하였다. 모형시험 이전에 CFD를 이용하여 선속 별로 추정된 제동마력이 주어진 엔진마력을 만족하는지를 평가 하였다. 대상선박은 선미가 서로 다른 두 가지 선형을 선정하였다. 점성 유동장 계산은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였으며, 자유수면과 자세 변화(동적 트림)를 모두 고려하였다. 알몸 선체의 저항 값은 CFD를 이용하여 추정되었다. 점성 유동 해석을 통해 두 가지 선형의 자유수면 파형, 압력분포, 한계유선 그리고 프로펠러 면에서의 속도분포를 비교하였다. 점성 유동 해석 결과를 바탕으로 두 가지 선형에 대한 유효마력 즉, 저항성능을 평가하였다. 부가물 부착에 따른 저항 증가량과 준추진효율 계수(ETAD, ${\eta}_D$)는 모형시험 자료를 활용하였다. 중형 경비정과 같은 고속선박에 관한 속도성능 추정법이 CFD와 기존 시험자료를 이용하여 개발되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.876-883
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• 2016

본 연구에서는 카누 선체 재료를 탄소섬유복합재료로 선정하였으며, 선형설계는 선박 설계 상용프로그램인 SOLIDWORKS를 이용하여 수행하였다. 카누의 유동해석은 상용프로그램인 STAR-CCM+를 이용하여 자유수면의 파형을 살펴보고 수치해석 결과를 통하여 저항성능을 확인하였다. 그 결과, 흘수가 0.09 m일 경우에 4 m/s 미만의 선속으로, 흘수가 0.24 m인 경우에는 2 m/s 미만으로 운항하면 안전하다고 판단되며, 두 명의 성인이 속도를 내는 데에도 무리가 없음을 확인하였다. 또한, 해석결과를 적용하고 CFRP를 이용하여, 기존의 재료보다 20 % 가볍게 제작된 카누에 대해서도 간략히 소개하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.791-798
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• 2016

본 연구에서는 상용 점성 유동 해석 소프트웨어인 Star-CCM+를 이용하여 110m급 해양작업지원선의 빌지킬 효과에 따른 횡동요 성능에 관한 연구를 수행하였다. 해양작업지원선에 관한 연구에 앞서 DTMB 5512 선형에 대한 수치 시뮬레이션을 통해 실험과 비교 검증하였다. 검증된 결과를 바탕으로 빌지킬 유무에 따른 해양작업지원선의 자유 횡동요 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 각각의 무차원 감쇠 계수와 횡동요 응답진폭함수를 산출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.20-27
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• 2017

본 논문에서는 멀티콥터 대기자료센서의 최적의 장착위치 선정을 위한 멀티콥터 주변 유동장 해석을 과정을 기술하였다. 유동해석을 위해서는 상용유동해석 프로그램인 STAR-CCM+를 사용하였으며 다면체기반의 격자시스템과 k-w SST 난류 모델링을 사용하였다. 회전하는 4개의 프로펠러의 상대운동을 모사하기 위해서는 비정렬격자 기반 중첩격자기법을 사용하였다. 해석과정에서는 정지비행, 전진비행, 상승 및 하강비행에 대하여 해석을 수행하였고 센서위치에 대하여 측정오차를 분석하였다. 장착위치 분석결과 센서의 위치가 회전면에서 프로펠러 지름 높이 이상에 위치하면 하강비행을 제외한 멀티콥터의 운용과정에서 1m/s 정도 이내의 속도오차를 보이므로 비교적 정확한 측정이 가능할 것으로 예측되었다.