• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.31 no.7 s.262
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• pp.620-627
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• 2007

In this paper, we adapt a modified internal energy non-equilibrium first-order extrapolation thermal boundary condition to the thermal lattice Boltzmann model (TLBM). This model is the double populations approach to simulate hydrodynamic and thermal fields. The bounce-back boundary condition which is a traditional boundary condition of lattice Boltzmann method has only a first order in numerical accuracy at the boundary and numerical instability. A non-equilibrium first-order extrapolation boundary condition has been verified to be of better numerical stability than the bounce-back boundary condition and this boundary condition is proved to be of second-order accuracy for the flat boundaries. The two-dimensional natural convection flow in a square cavity with Pr=0.71 and various Rayleigh numbers are simulated. The results are found to be in good agreement with those of previous studies.

• Fire Science and Engineering
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• v.27 no.2
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• pp.80-88
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• 2013

The validation of Fire Dynamics Simulator (FDS) was conducted for the under-ventilated fire in well-confined multi-compartments representative of nuclear power plant. Numerical results were compared with experimental data obtained by the OECD/NEA PRISME project. The effects of the numerical boundary conditions (B.C.) in ventilated system and the flame suppression model applied within FDS on the thermal and chemical environments inside the compartment were discussed in details. It was found that numerical B.C. on the vent flow resulting from over-pressure at ignition and under-pressure at extinction should be considered carefully in order to predict accurately the species concentrations rather than temperatures and heat fluxes inside the multi-compartment. The default information of suppression model applied within FDS resulted in artificial phenomena such as flame extinction and re-ignition, and thus the FDS results on the under-ventilated fire showed good agreement with the experimental results as the modified suppression criteria of the fuel used was adopted.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.425-430
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• 1998

SMART 관류형증기발생기의 유동 불안정성을 분석할 수 있는 시간영역-비선형 해석모델을 개발하였다. 해석모델은 일차계통 모델을 포함하고 있으며 이차측 튜브 양단에 일정압력 경계조건을 이용하고 내부에서는 평형 균질 이상유동 모델을 도입하였다. 기존의 정상 상태 및 임계조건에 대한 실험 결과와 개발된 해석모델 모델을 이용한 계산 결과를 비교한 뒤 임계점 이후 나타나는 진동의 특성을 분석하였다. 개발된 해석모델은 SMART 관류형증기발생기에서 발생할 수 있는 유동 진동의 특성과 영향을 파악하고 유동 불안정성을 막기 위한 입구 오리피스 설계의 목적에 활용할 수 있을 것이다.

• Fire Science and Engineering
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• v.24 no.6
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• pp.69-75
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• 2010

A concrete filled square steel tube (CFT) is composed of the external steel material, which its strength is reduced in fire due to sudden temperature increase, and the internal concrete with high thermal capacity that can ensure the fire resistance performance of the structure. Therefore, research about the influence factors of the structural performance of CFT column is required in order to apply CFT column to a fire resisting structure, and additional research about influence for each condition is also necessary. Among the influence factors, the boundary condition between column and beam is important structurally, and it is one of the major factors that determine overall fire resisting performance. This study performed a fire experiment under loading in order to analyse the influences of CFT column to the boundary condition. As the results of the experiment, fire resistance time of 106 minutes was ensured for the clamped-end condition but 89 minutes for the hinge-end condition in case of the 360 cross section. And, fire resistance time of 113 minutes was ensured for the clamped-end condition but 78 minutes for the hinge-end condition in case of the 280 cross section.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.71-76
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• 1996

스트레인 게이지 브리지와 한개의 진동변위 탐촉자를 이용하여 평판의 근접장에서 음향 인텐시티를 측정하는 방법에 대하여 설명하였다. 또한 구조감쇠의 모델링을 통하여 음향방사파워에 대한 내부손실파워의 비를 나타내는 계수를 정의하여 내부손실파워의 정도를 평가하는 척도로 사용할 수 있음을 설명하였다. 임의의 경계조건을 가지는 평판에서 2개의 마이크로폰과 1개의 가속계를 이용하여 근사적으로 측정된 음향 인텐시티와 본고에서 제시한 방법으로 측정한 음향 인텐시티가 거의 일치함을 보이므로써 제시된 측정방법의 타당성을 검증하였다. 실험에 사용된 계(system)는 일반적인 해석에서 유체부하를 무시할 수 있는 계로 평판내부의 에너지 흐름에 비하여 외부로 방사되는 소음의 에너지 흐름이 매우 작기 때문에 평판내부의 에너지 흐름으로부터 방사되는 소음의 에너지 흐름을 알아내는 것이 매우 어려울 것으로 예상되었으나 본고에 제시된 방법으로 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 앞으로 본 방법의 측정 오차에 대한 면밀한 고찰이 있어야 할 것이다. 그리고 평판의 내부손실이 비교적 큰 경우에 본 방법의 실험적으로 검증이 필요할 것이다. 또한 실질적인 문제에 응용되어 얼마만큼 유용한 정보를 제공할 것인가를 살펴보아야 할 것이다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.5
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• pp.629-640
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• 2007

In this paper an analytical study is carried out to improve the capacity of absorbing boundary using dashpot, one of the most widely used absorbing boundaries in FEM. Using 2-D harmonic plane wave equation, absorbing boundary condition is modified to maximize its capacity according to the incident angle. Validity of the absorbing boundary conditions which is modified is investigated by adopting the solution of Miller and Pursey. The Miller and Pursey's problem is then numerically simulated using the finite element method. The absorption ratios are calculated by comparing the displacements at the absorbing boundary to those at the free field without the absorbing boundary. The numerical study is carried out through comparison of displacement at the interior region and the boundary of the numerical model.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.30 no.2
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• pp.112-122
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• 1993

A potential-based panel method is presented for the analysis of a partially or supercavitating two-dimensional hydrofoil at a finite submergence beneath a free surface, treating without approximation the effects of the finite Froude number and the hydrostatic pressure. Free surface sources and normal dipoles are distributed on the foil and cavity surfaces, their strength being determined by satisfying the kinematic and dynamic boundary conditions on the foil-cavity boundary. The cavity surface is determined iteratively as a part of the solution. Numerical results show that the wave profile is altered significantly due to the presence of the cavity. The buoyancy effect due to the hydrostatic pressure, which has usually been neglected in most of the cavitating flow analysis, is found playing an important role, especially for the supercavitating hydrofoil; the gravity field increases the cavity size in shallow submergence, but decreases it when deeply submerged, while the lift reduces at all submergence depth.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.04b
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• pp.592-594
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• 2000

변형모델(deformable model)은 볼륨의료영상(volumetric medical image)으로부터 복잡한 인체기관의 3차원적 경계를 분할해내기 위해 효과적인 방법을 제공한다. 그러나, 기존 변형모델은 초기와 의존성, 오목한 경계(concavity) 분할의 비적합성, 그리고 모델내 요소간 자체교차(self-intersection)의 제한점을 가지고 있었다. 본 연구에서는 이러한 제한점을 극복하고, 오목한 구조를 포함하는 복잡한 인체기관의 경계를 분할하기에 적합한 새로운 변형모델을 제안하였다. 제안한 변형모델은 볼륨영상 피라미드(pyramid)를 기반으로 다해상도(multiresolution)의 모델 정제화(refinement)를 수행한다. 다해상도 모델 정제화는 전역적 시셈플링(global resampling) 및 지역적 리샘플링(local resampling)를 통하여 저해상도의 모델로부터 점차 고해상도의 모델로 이동하면서 객체의 경계를 계층적으로 분할해가는 방법이다. 다해상도 모델에 의한 계층적 경계 분할은 초기화 조건에의 의존성을 극복할 수 있게할 뿐 아니라, 빠른 속도로 원하는 객체의 경계에 수렴할 수 있게 한다. 또한 지역적 리샘플링은 모델 구성요소의 정규화를 수행함으로써 객체의 오목한 부분을 성공적으로 분할할 수 있게 한다. 그리고, 제안 모델은 기존 변형모델에서 포함하는 내부 힘(internal force)과 외부 힘(external force)외에 자체교차방지 힘(non-self-intersection force)을 추가함으로서 효과적으로 모델내의 자체교차를 방지할 수 있게 하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1999.05a
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• pp.113-123
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• 1999

In this study a pure vector potential method (PVPM) for a three dimensional, unsteady, incompressible flow is proposed. A simplified version for a two dimensional problem is described in detail, and a method to prescribe appropriate boundary conditions is also presented. The resulting numerical algorithm is applied to the cavity flow driven by an impulsively started wall and also to the Stokes' first problem. Some important unsteady/steady features are captured for these two flows, and quantitative agreements of flow variables with available reference database are good.