• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.403-413
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• 2017

Dual-point aerodynamic design optimization is conducted for DLR-F6 wing-body-nacelle-pylon configuration adopting an efficient surface mesh movement method for complex junction geometries. A three-dimensional unstructured Euler solver and its discrete adjoint code are utilized for flow and sensitivity analysis, respectively. Considered design conditions are a low-lift condition and a cruise condition in a transonic regime. Design objective is to minimize drag and reduce shock strength at both flow conditions. Shape deformation is made by variation of the section shapes of inboard wing and pylon, nacelle vertical location and nacelle pitch angle. Hicks-Henne shape functions are employed for deformation of the section shapes of wing and pylon. By the design optimization, drag coefficients were remarkably reduced at both design conditions retaining specified lift coefficient and satisfying other constraints. Two-point design results show mixed features of the one-point design results at low-lift condition and cruise conditions.

• 대한화학회지
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• 제65권3호
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• pp.203-208
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• 2021

As part of our attempt to discover novel active compounds against multi-drug resistant pathogens, we hereby report two new complexes of iron(III) with formulae: [Fe(L₁)₂(H₂O)₂]Cl₃ and [Fe(L₁)₂(L₂)(H₂O)]Cl₂ where L₁ = 1,10-phenanthroline (C₁₂H₈N₂) and L₂ = guanide (C₅H₄N₅O^-). The synthesized complexes were characterized using spectroscopic analysis (ESI-MS, ICP-OES, FT-IR, and UV-Vis), cyclic voltammetry, CHN analysis, gravimetric chloride determination, melting point determination, and conductance measurement. Octahedral geometries are assigned to both complexes. In vitro antibacterial activity was tested on two Gram-positive (Staphylococcus aureus, Streptococcus epidermidis) and two Gram-negative (Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae) bacteria using the disc diffusion method. The complexes demonstrated appreciable activity against these pathogens. Interestingly, the [Fe(L₁)₂(L₂)(H₂O)]Cl₂ complex manifested a higher degree of inhibition against the drug-resistant Gram-negative bacteria than the commercially available drug, namely erythromycin.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권1호
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• pp.1-6
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• 2021

This paper presents the experimental results of hydrophobic surfaces developed using a stereolithography-based additive-manufacturing technique. The additive manufacturing technique can be used to manufacture objects with complex geometries from computer-aided design data. Several additive manufacturing methods, such as selective laser sintering, fused deposition modeling, stereolithography apparatus (SLA), and inkjet-based system, have been developed. The SLA is a form of three-dimensional printing technology used to create prototypes, patterns, and production parts in successive layers through photochemical processes. Light causes chemical monomers and oligomers to cross-link together to form objects composed of polymers. Moreover, this method is economical for fabricating surfaces with high output resolution and quality. Here, we fabricate various surfaces using different shapes using an SLA. The surfaces with micro-patterns are fabricated for 10 cases, including the biomimetic surface. The fabricated surfaces with various micro-patterns are evaluated for hydrophobicity performance based on the static contact angle. The contact angle is measured three times for each case, and the averaged value is used. The results indicate that the arrangements in a staggered structure have a larger contact angle than those in a line when the same micro-pattern is applied. Moreover, the mimetic surfaces exhibit more hydrophobic characteristics than those of artificial micro-patterns.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권6호
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• pp.367-376
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• 2022

본 연구에서는 정상 및 비정상 공력 해석이 가능한 3차원 아음속 비정렬 패널 프로그램을 개발하고 검증하였다. 물체의 표면을 삼각형 또는 사각형 패널에 source와 doublet의 potential을 분포하여 모델링하였다. 따라서 복잡한 형상과 다물체도 쉽게 모델링 할 수 있다. Kelvin theory와 비정상 Kutta condition을 이용하여 비정상 유동에서 wake의 doublet 크기를 결정하였다. 2차원 및 3차원에서 정상 및 비정상 유동을 해석하여 그 결과를 해석해와 기존의 수치해와 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.58-65
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• 1994

계산격자크기의 변화에 따른 해의 특성을 이해하는 것은 중요하며, 특히 벽함수를 사용하지 않는 난류모형을 사용할 때 더욱 그러하다. 본 논문에서는 배주위의 3차원 난류유동장에 대한 수치해의 격자의존성에 대한 수치계산적인 조사를 수행한다. 본 연구에서는 수정된 sub-grid-scale 난류모형과 함께 유한체적법을 사용하며 복잡한 배의 기하학적 형상에 적합한 비직교의 곡선좌표계를 수치적으로 만들어 사용한다. 그리고 수학선형인 Wigley 선형과 Series 60($C_B=0.8$) 선형에 대하여 수치계산적인 연구를 수행하고, 수치해의 격자의존성을 보이기 위하여 여러가지 격자크기에 대한 계산결과들을 서로 비교하였으며 실험결과와도 비교해 보인다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권5호
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• pp.569-585
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• 2023

This paper proposes an efficient approach for the structural topology optimization of bi-directional functionally graded structures by incorporating popular radial basis functions (RBFs) into an implicit level set (ILS) method. Compared to traditional element density-based methods, a level set (LS) description of material boundaries produces a smoother boundary description of the design. The paper develops RBF implicit modeling with multiquadric (MQ) splines, thin-plate spline (TPS), exponential spline (ES), and Gaussians (GS) to define the ILS function with high accuracy and smoothness. The optimization problem is formulated by considering RBF-based nodal densities as design variables and minimizing the compliance objective function. A LS-RBF optimization method is proposed to transform a Hamilton-Jacobi partial differential equation (PDE) into a system of coupled non-linear ordinary differential equations (ODEs) over the entire design domain using a collocation formulation of the method of lines design variables. The paper presents detailed mathematical expressions for BiDFG beams topology optimization with two different material models: continuum functionally graded (CFG) and mechanical functionally graded (MFG). Several numerical examples are presented to verify the method's efficiency, reliability, and success in accuracy, convergence speed, and insensitivity to initial designs in the topology optimization of two-dimensional (2D) structures. Overall, the paper presents a novel and efficient approach to topology optimization that can handle bi-directional functionally graded structures with complex geometries.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권2호
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• pp.199-211
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• 2024

The loading capacity of engineering structures/components reduces after the initiation and propagation of crack eventually leads to the final failure. Hence, it becomes essential to deal with the crack and its effects at the design and simulation stages itself, by detecting the prone area of the fracture. The phase-field (PF) method has been accepted widely in simulating fracture problems in complex geometries. However, most of the PF methods are formulated with second order continuity theoryinvolving C⁰ continuity. In the present study, PF method based on fourth-order (i.e., higher order) theory, maintaining C¹ continuity has been proposed for ductile fracture simulation. The formulation includes fourth-order derivative terms of phase field variable, varying between 0 and 1. Applications of fourth-order PF theory to ductile fracture simulation resulted in novelty in this area. The proposed formulation is numerically solved using a two-dimensional finite element (FE) framework in 3-layered manner system. The solutions thus obtained from the proposed fourth order theory for different benchmark problems portray the improvement in the accuracy of the numerical results and are well matched with experimental results available in the literature. These results are also compared with second-order PF theory and a comparison study demonstrated the robustness of the proposed model in capturing ductile behaviour close to experimental observations.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.135-146
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• 2020

경계면을 정의하는 기존의 레벨-셋 기법은 대개 수학적인 수식을 이용한다. 그러나 3차원 데카르트 좌표계에서 복잡한 경계면을 수식으로 설정하는 방식은 거의 불가능하다. 이러한 이유로 우리는 보편적으로 사용되는 스테레오리쏘그래피(STL) 형식을 매개 변수화하여 3D 캐드 형상의 내부와 외부를 구분하는 레벨-셋 경계면 설정 알고리즘을 개발하였다. 본 논문은 반응막대 실험 모사를 통해 기존의 경계면 설정 방식과 새로운 경계면 설정 방식 결과와 비교하여 이 알고리즘이 적용된 하이드로 다이내믹 솔버의 타당성을 확보하였다. 이를 통해 가연성 기체로 채워진 다양한 형상 안에서 충격파와 상호작용이 연소 폭발 천이 현상에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 또한, 실제 크기의 공장 설비에서 화염이 퍼져나가는 과정과 데토네이션 발생이 설비에 미치는 피해를 수치적으로 예측하는 시뮬레이션을 진행하였다.

• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.399-405
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• 2013

엔진 실린더 내부의 난류유동 특성은 내연기관의 열효율을 결정하는 매우 중요한 역할을 한다. 실린더 내 난류유동은 복잡한 3차원 유동으로 유동특성에 대한 자세한 정보는 엔진설계의 최적화를 위해 필수적이다. 균일 예혼합 압축착화(HCCI) 엔진은 가솔린과 디젤엔진 사이의 하이브리드 연소개념이다. 실린더 내 기체의 난류유동은 운동량과 열의 혼합 및 전달률을 증가시키므로 벽면에서의 열전달에 관여하여 HCCI 연소 과정에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 연소실 형상에 따른 연소실 내의 기체 난류유동을 LES 모델을 사용한 전산수치해석을 통해 분석하여 HCCI 엔진 연소과정에 미치는 영향을 확인하였고 연구결과는 HCCI 엔진에서 연소실 형상에 따른 연소 특성과 엔진 성능을 개선하기 위한 기본적인 지침에 활용될 수 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.275-281
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• 2017

카울크로스바는 차체의 계기판 후면에 설치되는 보강 부품으로서 최근 부품의 기능 개선 및 차량 경량화의 요구로 인하여 점차 복잡한 형상의 제품이 개발되고 있다. 특히, 제품 좌우의 지름과 두께가 서로 다른 경우에 이직경 파이프의 용접을 통하여 제품이 생산되는데, 외관 품질 및 기계적 성질의 저하 문제가 지속적으로 제기되어 소성 가공을 이용한 일체화 성형 기법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 좌우 형상이 서로 다른 직선형 카울크로스바에 대한 일체화 성형 기법으로서 복합 인발 공정과 스웨이징 공정을 개발하였으며 기계적 성질 및 생산비의 관점에서 개발 공정들을 비교하고자 한다. 결론적으로 일체화 성형 제품이 기존 용접 제품에 비해 우수한 굽힘 강도를 보이며 스웨이징 공정을 사용할 경우 보다 저렴한 비용으로 생산이 가능함을 알 수 있었다.