• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.357-363
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• 2014

리튬이온전지의 다공성 전극내에서 전해액 주입 후 발생하는 함침현상에 관하여 격자 볼츠만법을 이용하여 수치해석적으로 연구하였다. 다공성 전극은 전극 제조 중 압연공정을 거치므로 압축된 전극의 공극률과 두께변화가 발생하여 전해액 함침성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 2 차원 격자 볼츠만법을 통하여 압축률에 따른 전해액 분포와 포화도 변화를 제시하였다. 압축된 전극에서의 전해액 침투경로의 변화는 기공의 두께방향 크기 감소에 기인하며, 따라서 전극의 함침성이 크게 감소하였음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권1호
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• pp.47-53
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• 2016

격자 볼츠만법을 이용하여 리튬이온전지의 전극 내 발생하는 전해액 함침 현상에 관하여 연구하였다. 최근 리튬이온전지는 용량 증가 및 에너지밀도 향상을 위하여 전극 설계시 활물질에 미세입자를 혼합하고 있어, 이로 인하여 전해액 함침성에 영향을 미치게 될 수 있다. 본 연구에서는 활물질 혼합율에 따른 전해액 분포와 포화도 변화를 알아보았다. 활물질 혼합비의 변화는 전극 내 전해액 함침 메커니즘에 영향을 주어, 전해액 함침속도와 함침도가 변화함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.512-519
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• 2023

소음공해는 인간과 해양환경에 악영향을 끼치며, 선박과 해양구조물에서 발생하는 유동소음을 예측을 통해 소음에 대한 안전성을 평가하고 해양환경을 보존할 수 있다. 기존 수중구조 유동소음 해석기법은 전산유체역학과 FW-H음향상사식을 이용한 하이브리드법 기반이다. FW-H는 무한공간에서의 음향전파를 가정하여 소음해석을 수행하기 때문에 음파의 반사와 산란, 회절의 영향이 나타나는 근접장 해석이 제한적이다. 반면 격자볼츠만기법 기반의 직접법 유동소음해석을 수행하면 근접장 음향효과를 소음해석에 반영할 수 있다. 직접법 해석은 유동과 소음이 연성된 해석이 수행되고 구조경계에서의 반사와 회절, 유동에 의한 매질 불균일성에 따른 산란효과가 반영된다. 그간 격자볼츠만기법이 수중조건에서 수치적으로 불안정하여 수중환경에 적용이 불가능했다. 하지만 수중환경에서 사용할 수 있는 DM-TS 격자볼츠만기법 충돌연산자가 개발되어 수중으로 확장이 가능해졌다. 본 연구에서는 파이프내 원형구멍에 대하여 격자볼츠만기법 해석을 수행해 수중 유동소음해석이 가능함을 보였다. 격자볼츠만기법 해석을 통해 도출한 유동과 소음을 각각 실험과 비교하여 해석의 신뢰도를 확보하였다. 파이프내 유동소음에 의한 주요 압력 피크가 해석에 반영되었으며 이를 통해 격자볼츠만기법을 이용한 근접장 유동소음해석이 가능함을 확인했다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.966-972
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• 2014

The Lattice Boltzmann Method (LBM) has attracted attention as an alternative numerical algorithm for solving fluid mechanics, and its intrinsic unsteadiness and weak numerical damping make it more suitable for aeroacoustic problems. In this paper, applicability of the LBM for solving flow noise problems is tested by applying it to predict transmission loss of a simple expansion silencer. The time history of the static pressure is recorded at the inlet and outlet pipes. The transmission loss (TL) of the muffler is computed by using three point method and two source method, respectively. The TL calculated using the LBM is compared with that computed using finite element method (FEM) and measured data. It is found through these comparisons that the LBM is capable of predicting TL of the simple expansion silencer accurately, which it is difficult to predict using the conventional CFD methods based on the RANS solvers.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.692-699
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• 2015

Buffeting noise through a rear window in an automobile is investigated by using lattice Boltzmann method. The generation mechanism of the buffeting noise can be understood as the resonance mechanism in a Helmholtz resonator, which is driven by the convecting vortex in a shear-layer flow over the neck of the resonator. Two methods to suppress the buffeting noise are proposed, and their effects are quantitatively assessed. Opening front window reduces the observed buffeting tonal noise by 25 dB and the overall SPL by 4 dB, and the installation of a Helmholtz resonator acting as a dynamic damper reduces the tonal component that by 35 dB and the overall SPL by 10 dB.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.255-262
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• 2013

본 연구에서는 연속체 이론을 배경으로 하며 일반적으로 많이 사용되는 Navire-Stokes방정식이 아닌 입자의 확률분포를 배경으로 하는 Boltzmann 방정식을 이용하여 자유수면을 포함하는 유동을 해석하는 전산시뮬레이션 코드를 개발하였다. 댐 붕괴시뮬레이션에 적용하여 코드의 검증을 수행하였으며, 기존의 실험 및 계산결과와 비교함과 동시에 격자볼츠만 시뮬레이션의 특성을 분석하였다. 공학적 응용을 위해서 임의 형상의 물체가 존재시에 자유수면 시뮬레이션도 수행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.742-750
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• 2020

선체 부가물에서 발생하는 유동소음은 자체소음 관점에서 소나의 성능과 직결되고, 추진기 및 방향타와 상호작용을 통해 2차 소음원을 야기해 근접장 범위의 엄밀한 분석이 요구된다. 하지만 유동소음 해석에 적용되는 기존의 음향상사법은 음향 신호의 전파를 직접 모사하지 않는 간접법에 해당해 회절, 반사, 산란 특성을 고려할 수 없으며, 근접장 해석이 제한적이다. 본 연구에서는 격자 볼츠만 기법을 적용해 수중환경 유동소음의 전파과정을 직접 모사하였다. 격자 볼츠만 기법은 분자의 충돌과 흐름 과정을 통해 유동소음을 해석하는 기법으로, 압축성과 낮은 소산율, 낮은 분산율의 특성을 가지고 있어 소음해석에 적합하다. 선체 부가물 형상을 대상으로 RANS 해석을 통해 유동소음원을 도출하고, 유동-음향 경계면을 적용한 격자 볼츠만 기법으로 유동소음의 전파과정을 직접적으로 모사했다. 도출된 결과를 수음점의 위치에 따라 FW-H 결과 및 유체동압력 결과와 비교를 통해 근접장에서 타 기법 대비 격자 볼츠만 기법의 유용성을 확인했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.397-403
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• 2007

자연에 존재하는 곤충과 새들은 날개짓을 통하여 이동에 필요한 유체력을 발생시킨다. 실현 가능한 플랩핑 MAV를 개발하기 위해서는 날개짓과 추력발생사이의 관계에 관한 기초연구가 필요하다. 본 연구에서는 격자볼츠만법을 사용하여 히빙진동 운동을 하는 평판날개에서 추력 발생이 시작되는 조건을 파악하고자 하였다. 히빙진폭을 0.5C로 고정시키고 환원주파수가 추력발생에 미치는 영향을 파악하였다. 다양한 경우의 히빙진폭에 대하여 환원주파수와 추력 사이의 관계를 파악하고, 추력발생에 더 중요한 파라메터가 Strouhal수임을 보였다. Reynolds수 변화에 따른 추력특성을 파악하였다. 본 연구결과 추력발생이 시작되는 임계 Strouhal 수는 약 0.12이며 추력은 Strouhal 수에 대하여 지수함수의 관계를 갖는다.

• 동력기계공학회지
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• 제6권4호
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• pp.5-11
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• 2002

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2489-2494
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• 2008

The two-dimensional circular cylinder freely falling in a channel has been simulated by using Immersed boundary - lattice Boltzmann method in order to analyze the characteristics of motion originated by the interaction between the fluid and the solid. The wide range of the solid/fluid density ratio has been considered to identify the effect of the solid/fluid density ratio on the motion characteristics such as the falling time, the terminal velocity and the trajectory in the vertical and horizontal directions. In addition, the effect of the gap between the cylinder and the wall on the motion of two-dimensional circular cylinder freely falling has been revealed by taking into account a various range of the gap size. The Reynolds number in terms of the terminal velocity is diminished as the cylinder becomes close to the wall at the initial dropping position, since the repulsive force induced between the cylinder and wall constrains the vertical motion. Quantitative information about the flow variables such as the pressure coefficient and vorticity on the cylinders is highlighted.