• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.37-47
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• 1999

본 논문에서는 접수(water entry) 및 이수(water exit) 문제를 유동장의 지배방정식인 2차원 비압축성 Navier-Stokes방정식을 일반좌표계(generalized coordinate system)에서 유한체적법(Finite Volume Method)으로 이산화 하여 해석하였다. 강체의 접수 또는 이수 상황에서 발생하는 자유수면 변형에 대한 처리는 Level-Set[11]기법을 사용하였다. 수치계산결과에서 접수에 대한 유체충격력에 대한 계산결과는 쐐기(wedge)형과 flared-ship 단면의 실험결과[5]와 비교하였으며, 원형실린더의 이수문제에서는 시간에 따른 자유수면의 변형 및 유동장의 특징을 살펴보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권2호
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• pp.121-130
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• 2009

전진 비행중인 자동회전 로터에 대한 비정상 수치해석 기법이 개발되었다. 자동회전 로터의 플래핑과 회전운동 방정식은 주어지는 시간간격에 따라 연속적으로 적분되며 이 때 회전면에서의 유도 속도장은 동적 유도흐름 이론(dynamic inflow theory)에 의해 계속 업데이트 되면서 블레이드의 모든 요소에서 유효 받음각을 결정하여 비정상 상태를 모사한다. 로터의 임의의 초기 회전속도 및 플래핑각에서 정상상태로 천이(transition)되는 과정을 시뮬레이션 하였고 블레이드 에어포일 공력 데이터들을 이용하여 방정식들의 수치해인 자동회전의 정상상태를 예측하였다. 2차원 Navier-Stokes 솔버로 받음각과 레이놀즈수에 따라 해석된 에어포일 데이터를 이용하여 자동회전의 비정상 시뮬레이션을 수행한 해석 결과는 풍동실험 결과와 잘 일치하였다

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.59-69
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• 2000

2차인 압축성/비압축성 Navier-Stokes 방정식은 이용하여 DCA 압푹기 익렬의 수치 해석을 수행하고 실험치와 비교 검토하였다. SIMPLE 알고리즘을 적용한 비압축성 코드는 대류항의 이산화에 하이브리드 도식을 진동해를 방지하기 위해 집중격자 기법을 사용하였다. 압축성 코드는 예조건화 기법 을 적용하였으며 공간 이산화출 위해 풍상 차분법을, 시간 적분을 위해서는 LU-SGS 기법을 사용하였다. 또한 난류 점성 유동장을 해석하기 위해 Baldwin-Lomax, standard $\kappa$ -$\varepsilon$, $\kappa$ -$\varepsilon$ Lam. Bremhorst, standard $\kappa$-$\omega$, $\kappa$ -$\omega$ SST 모델 등의 난류 모델을 적용하여 각 모델들의 특성을 살펴보았다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권3호
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• pp.335-345
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• 2019

In present study, a novel refined hyperbolic shear deformation theory is proposed for the buckling analysis of thick isotropic plates. The new displacement field is constructed with only two unknowns, as against three or more in other higher order shear deformation theories. However, the hyperbolic sine function is assigned according to the shearing stress distribution across the plate thickness, and satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the plate without using any shear correction factors. The equations of motion associated with the present theory are obtained using the principle of virtual work. The analytical solution of the buckling of simply supported plates subjected to uniaxial and biaxial loading conditions was obtained using the Navier method. The critical buckling load results for thick isotropic square plates are compared with various available results in the literature given by other theories. From the present analysis, it can be concluded that the proposed theory is accurate and efficient in predicting the buckling response of isotropic plates.

• Advances in materials Research
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• 제12권2호
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• pp.161-177
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• 2023

This paper proposes an analytical method to investigate the free vibration behaviour of new functionally graded (FG) carbon nanotubes reinforced composite beams based on a higher-order shear deformation theory. Cosine functions represent the material gradation and material properties via the thickness. The kinematic relations of the beam are proposed according to trigonometric functions. The equilibrium equations are obtained using the virtual work principle and solved using Navier's method. A comparative evaluation of results against predictions from literature demonstrates the accuracy of the proposed analytical model. Moreover, a detailed parametric analysis checks for the sensitivity of the vibration response of FG nanobeams to nonlocal length scale, strain gradient microstructure-scale, material distribution and geometry.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권5호
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• pp.517-530
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• 2024

This paper presents a new four-unknown equivalent single layer (ESL) refined plate theory for the buckling analysis of functionally graded (FG) rectangular plates with all simply supported edges and subjected to in-plane mechanical loading conditions. The present model accounts for a parabolic variation of transverse shear stress over the thickness, and accommodates correctly the zero shear stress conditions on the top and bottom surfaces of the plate. The material properties are supposed to vary smoothly in the thickness direction through the rules of mixture named power-law gradation. The governing equilibrium equations are formulated based on the total potential energy principle and solved for simply supported boundary conditions by implementing the Navier's method. A numerical result on elastic buckling using the current theory was computed and compared with those published in the literature to examine the accuracy of the proposed analytical solution. The effects of changing power-law exponent, aspect ratio, thickness ratio and modulus ratio on the critical buckling load of FG plates under different in-plane loading conditions are investigated in detail. Moreover, it was found that the geometric parameters and power-law exponent play significant influences on the buckling behavior of the FG plates.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.237-244
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• 2016

본 연구는 재료비선형 문제를 다루기 위한 비선형 MLS 차분법의 정식화 과정을 제시한다. MLS 차분법은 절점모델을 기반으로 고속 미분근사식을 활용하여 지배 미분방정식을 직접 이산화 하는데, 변수를 변위로 일원화한 Navier 방정식을 사용하여 탄성재료 문제를 다룬 기존의 MLS 차분법은 재료의 구성방정식을 별도로 고려할 수 없다. 본 연구에서는 비선형 재료의 구성방정식을 반영할 수 있는 강정식화를 위해 1차 미분근사를 반복 사용하는 겹미분근사를 고안했다. 응력의 발산으로 표현되는 평형방정식을 그대로 이산화하고 Newton 방법을 적용하여 반복계산을 통해 수렴해를 찾는 비선형 알고리즘을 제시했다. 응력 계산과 내부변수의 갱신은 return mapping 알고리즘을 활용하였고, 알고리즘 접선계수(algorithmic tangent modulus)의 적용을 통해 빠르고 안정적인 반복계산이 가능하도록 하였다. 재생성 시험을 통해 겹미분근사의 정당성을 검증했고, 비선형재료에 대한 인장문제의 해석을 통해 개발된 비선형 MLS 차분 알고리즘의 정확성과 안정성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권2호
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• pp.12-21
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• 2007

As the economy grows and the population increases, we need to develop our coastal area and make use of it for various purposes. Specifically, investigation of the wave interactions on and around the vertical cylinders is very important in the design of the offshore or coastal structures. The nonlinear potential analysis developed so far, although very useful, has been found to be limited in application, as strong nonlinear waves generated by the interference between multilayered cylinders and wave impact forces by breaking waves can hardly be estimated. In this study, using a 3-Dimensional volume tracking method VOF(Volume of Fluid), based on Namer-Stokes equations, was developed to simulate highly nonlinear effects, such as breaking waves at the interface or complicated interference waves among structures. A numerical method for nonlinear interaction wave and vertical cylinders is newly proposed. The wave forces and wave transformations computed by the newly proposed numerical simulation method were compared to the other researcher's experimental results, and the results agree well. Based on the validation of this study, this numerical method is applied to the two vertical cylinders to discuss their nonlinear wave forces and wave transformations, according to the variations of separate distance of vertical cylinders.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.21-30
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• 2019

이 논문은 물 표면을 효율적, 효과적으로 표현하기 위한 물리적 시뮬레이션 방법을 제안한다. 이 논문에서 표현하고자 하는 물은 깊이에 비해 너비가 매우 크고 상하 유동이 적은 상태로서, 이를 효율적으로 계산하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 간략화한 천수방정식(shallow water equation)을 지배방정식으로 사용한다. 천수방정식의 대류항을 수치적으로 계산하기 위한 방법으로 기존의 Constrained Interpolation Profile(CIP)법을 개선하여, 수치적인 정확성을 높이고 물리량을 보존할 수 있는 Conservative Unsplit Semi-lagrangian CIP(CUSCIP)을 소개한다. 이 방법은 Kim 등이 제안한 USCIP[9]기법에서 사용하는 제약 조건에 적분값을 반영한 항을 추가하여 대류항을 계산한다. 실험결과를 통해, CUSCIP방법은 수치 소산(numerical dissipation)으로 인한 물리량 손실에 강건하여, 물결의 세밀함과 더불어 물결의 지속성이 향상됨을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.317-323
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• 2008

본 연구에서는 굳지 않은 콘크리트 및 유동 콘크리트의 흐름 거동에 관한 해석 시뮬레이션 모델의 개발에 관한 것으로, 입자법의 일종인 MPS법 (moving particle semi-implicit method)을 적용하였다. 콘크리트의 유동 현상을 점소성의 흐름 문제로 고려하였으며, 콘크리트 입자의 운동에 관한 지배방정식은 라그랑지 정식화의 Navier-Stokes 방정식과 질량보존의 법칙에 기초하도록 하였다. 굳지 않은 콘크리트의 점소성 흐름 구성관계의 정식화를 위하여 콘크리트는 부동 상태인 경우 고점성체의 유체로, 유동상태인 경우 항복응력 이후 점소성체의 유체로 모델링하였다. 개발된 모델을 이용하여 L-형 박스의 콘크리트 유동 시험에 대해 시뮬레이션 하였으며, 그 결과 예측된 흐름량은 실험의 흐름량과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 개발된 입자법의 해석 모델은 점소성 유체의 운동현상에 기초하여 정식화 되어 콘크리트 입자의 유동 및 운동 현상을 잘 묘사해 주는 것으로 평가된다.