• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

• Wind and Structures
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• 제26권2호
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• pp.57-68
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• 2018

Wind tunnel tests are conducted to investigate wake-induced vibrations of two circular cylinders with a center-to-center spacing of 4 diameters and attack angle varying from $0^{\circ}$ to $20^{\circ}$ for Reynolds numbers between 18,000 and 168,800. Effects of structural damping, Reynolds number, attack angle and reduced velocity on dynamic responses are examined. Results show that wake-induced vortex vibrations of the downstream cylinder occur in a wider range of the reduced velocity and have higher amplitudes in comparison to the vortex-induced vibration of a single circular cylinder. Two types of wake-induced instability phenomena with distinct dynamic characteristics are observed, which may be due to different generation mechanisms. For small attack angles like $5^{\circ}$ and $10^{\circ}$, the instability of the downstream cylinder characterizes a one-degree-of-freedom (1-DOF) oscillation moving in the across-wind direction. For a large attack angle like $20^{\circ}$, the instability characterizes a two-degree-of-freedom (2-DOF) oscillation with elliptical trajectories. For an attack angle of $15^{\circ}$, the instability can transform from the 1-DOF pattern to the 2-DOF one with the increase of the Reynolds number. Furthermore, the two instabilities show different sensitivity to the structural damping. The 1-DOF instability can be either completely suppressed or reduced to an unsteady oscillation, while the 2-DOF one is relatively less sensitive to the damping level. Reynolds number has important effects on the wake-induced instabilities.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권2호
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• pp.175-184
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• 2020

Conventional Monte Carlo simulation-based methods for seismic risk assessment of water networks often require excessive computational time costs due to the hydraulic analysis. In this study, an Artificial Neural Network-based surrogate model was proposed to efficiently evaluate the flow-based system reliability of water distribution networks. The surrogate model was constructed with appropriate training parameters through trial-and-error procedures. Furthermore, a deep neural network with hidden layers and neurons was composed for the high-dimensional network. For network training, the input of the neural network was defined as the damage states of the k-dimensional network facilities, and the output was defined as the network system performance. To generate training data, random sampling was performed between earthquake magnitudes of 5.0 and 7.5, and hydraulic analyses were conducted to evaluate network performance. For a hydraulic simulation, EPANET-based MATLAB code was developed, and a pressure-driven analysis approach was adopted to represent an unsteady-state network. To demonstrate the constructed surrogate model, the actual water distribution network of A-city, South Korea, was adopted, and the network map was reconstructed from the geographic information system data. The surrogate model was able to predict network performance within a 3% relative error at trained epicenters in drastically reduced time. In addition, the accuracy of the surrogate model was estimated to within 3% relative error (5% for network performance lower than 0.2) at different epicenters to verify the robustness of the epicenter location. Therefore, it is concluded that ANN-based surrogate model can be utilized as an alternative model for efficient seismic risk assessment to within 5% of relative error.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권2호
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• pp.99-105
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• 2017

공력탄성학적 현상들을 확인하는 방법 중 하나인 풍동실험은 축소 모델을 제작해야하기 때문에 복잡하고 비용이 많이 들며, 유동 속도의 제한이 있는 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하여 풍동실험을 대체할 수 있는 Dry Wind-Tunnel(DWT) 기법이 제안되었다. 이는 지상 진동 실험 장치와 공기력을 계산하는 소프트웨어로 구성되어 실시간으로 유체의 영향을 고려해준다. 본 연구에서는 DWT의 핵심적인 요소인 실시간 공기력 계산프로그램을 개발하고, 구조 모델을 소프트웨어로 표현하여 두 시스템을 실시간 연동해 플러터 해석을 수행하였다. Matlab Simulink와 dSPACE를 이용하여 실시간 플러터 해석을 수행하고 이를 상용프로그램인 ZAERO를 사용한 결과와 비교하여 검증하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.72-78
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• 2009

전기전도성 이방성 복합재료의 방전가공에 대하여 비정상상태 수식모델을 세우고 갤러킨의 유한요소법으로 해를 구하였다. 피삭재의 온도 분포와 분화구의 모양 및 공작물 제거 속도를 공정 매개변수에 관하여 구득하였다. 계산의 정확도와 효율을 위하여 앞선 연구에서 최적치로 선정된 $12{\times}12$ 요소의 비규칙 체눈을 사용하였다. 알루미나/티타늄 카바이드 복합재료의 물성을 재료의 물성으로 선정하였고 51.4 V의 전압과 7 A의 전류를 갖는 전력을 적용하였으며 제거 효율을 10%로 전열 이방성 계수를 2와 3으로 가정하였다. 불꽃이 일어나면서 피삭재는 즉시 녹기 시작하였고 열적 손상 영역이 형성되었다. 또한 시간이 흘러감에 따라서 분화구의 경계가 이동하는 것이 확인되었다. 반경 방향과 축 방향의 열전도도가 독립적으로 커지면 온도분포와 분화구의 모양이 각각 반경 방향과 축 방향으로 이동하였다. 공작물 제거 속도는 축 방향의 열전도도보다 반경 방향의 열전도도가 증가할 때 더욱 커지는 것으로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.7-13
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• 2010

To satisfy the needs on fuel economy and engine performance, continuous variable valve lift systems are applying to engines. In the CVVL system, fuel economy can be improved by reducing pumping loss during the induction process, and engine performance can be also improved by controlling volumetric efficiency and the residual gas fraction. Because the residual gas fraction directly affects volumetric efficiency, engine performance, combustion efficiency and emissions in SI engines, controlling residual gas fraction is one of the important things in engine development process. This analysis investigates the residual gas fraction and volumetric efficiency with changes of intake valve lifts and intake valve timings. In this study, unsteady state solutions were solved during exhaust and induction processes. Results show variation of the residual gas fraction and volumetric efficiency by changing intake valve timing and lift. Decreasing intake valve lift leads to increase the residual gas fraction and to decrease volumetric efficiency.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권4호
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• pp.148-156
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• 2015

In the study, a design process for ensuring optimal clearance in a fuel injection pump(FIP) is suggested. Structure analysis and hydrodynamic lubrication analysis are performed to determine the optimal clearance. The FIP is simulated using Hypermesh, Abaqus 6.12 to evaluate the reduction of clearance when the maximum supply pressure is applied. The reduction in clearance is caused by the difference in the deformations between the barrel and plunger. When the deformation of the plunger is larger than that of the barrel, a reduction in clearance at the head part occurs. On the other hand, the maximum clearance reduction equals the maximum deformation in the stem part, because the deformation of barrel does not occur in this region. The clearance of FIP should be designed to be larger than maximum reduction of clearance in order to avoid contact between the plunger and barrel. In addition, the two-dimensional Reynolds equation is used to evaluate lubrication characteristics with variations of viscosity, clearance and nozzle for a laminar, incompressible, unsteady state flow. The equation is discretized using the finite difference method. The lubrication characteristics of FIP are investigated by comparing film parameter, which is the ratio of the minimum film thickness and surface roughness. The optimal clearance of FIP is to be designed by considering the maximum reduction in clearance, lubrication characteristics, machining limits and tolerance of clearance.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.54-59
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• 2005

구동기의 백래쉬와 동강성을 고려한 미사일 조종날개의 비선형 공탄성 해석이 수행되었다. 아음속 비정상 공기력 계산을 위해 DHM을 사용하였고 최소상태접근법을 사용하여 근사하였다. 비선형 플러터 해석을 위해 백래쉬는 유격으로 모델하고 기술 함수법을 사용하여 선형화하였다. 또한, 동강성은 주파수의 함수로 모터의 운동방정식으로부터 계산하였다. 선형 및 비선형 플러터 해석 결과들은 공력탄성학적 특성들이 백래쉬와 동강성에 중요한 영향을 받는다는 것을 보여준다. 비선형 플러터 해석에서 다양한 제한 주기 운동이 선형플러터 속도 이하에서 관측되었다. 또한 플러터 특성과 응답을 시간영역에서도 조사하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권5호
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• pp.539-546
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• 2003

유한요소기법을 이용하여 유동해석의 수치모델을 행하였다 공간을 이산화 할 때에는 Galerkin법을 적용하였으며, 시간의 함수를 이산화 할 때에는 많은 수의 요소와 비정상상태의 문제를 다루는데 있어 장점을 가진 2단계 양해법을 이용하였다. 이동경계조건을 고려한 2차원유통모델을 개발하였고, 직사자형 수조에서 개발된 유동모델을 적용하여 검증하였고, 유용성을 확인하였다. 제주항에 개발된 이동경계기법을 적용하여 계산한 결과, 본 이동경계기법의 좋은 적용성을 보여주었다. 본 연구로부터 이동경계처리 방법이 실해역에서의 유동해석에 있어 유용하고 효율적인 방법이라고 결론지을 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권5호
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• pp.395-404
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• 2012

본 논문에서는 전산유체역학을 이용하여 3차원 비행체 형상에 대한 동안정 미계수를 예측하였다. 피치에 대한 미계수는 피치방향의 조화진동운동을 통하여 계산하였고 롤 감쇠계수는 비관성 좌표계에 대한 정상해석을 통하여 계산하였다. 계산은 Basic Finner와 SDM 형상에 대해 수행했으며 다른 연구자의 실험적/수치적 결과와 비교하였다. 유동 계산을 위해 비관성 좌표계와 관성 좌표계에서 모두 사용할 수 있는 3차원 Euler 해석자를 개발하였다. 시간 정확성을 유지한 비정상 해석을 위해 이중시간적분법을 적용하였다. 동안정 미계수계산 결과는 다른 수치 및 실험적 연구 결과들과 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.