• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.3
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• pp.311-319
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• 2003

This paper aims at investigating the exact dynamic response of the system undergoing a exponential impact force from the viewpoints of conservations of momentum and energy. The midpoint method applied in the Newmark's family algorithm is found to be identical to the case of the application of the trapezoidal method which provides conservations of momentum and energy. For the linear impact force the mid point, the trapezoidal and the (n+1) point method exactly meet the conservation characteristics independent of the size of integration interval. On the other hand, constants for the dynamic motion resulting from the nonlinear impact are underestimated or overestimated by these method mentioned above. To overcome this indispensible error, the Simpson 1/3 method as one of multi step methods whose advantages is to use longer time interval with the same number of evaluation functions is adopted for the exact conservations of momentum and energy. Moreover, the suggested method is expected to expand the similar algorithm for the general dynamic motion including finite rotations.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.105.2-105.2
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• 2013

배기속도 2500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar의 구현을 목표로 하는 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102 이상이 되어러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct simulation Monte Carlo 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 다양한 변수의 조합에 대한 수치적 해석에서, 복합분자펌프의 성능에 영향을 미치는 중요한 설계변수는 rotor-stator의 날개각, 유동방향 회전축의 두께 변화 등, 진행방향 분자의 모멘텀에 직접적인 영향을 미치는 변수들임이 확인되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.223-227
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• 2005

최근 전산 유체의 발달로 이상 유동해석의 캐비테이션 모델 적용 방법이 발전되어 왔으나 다양한 수력학적 시스템에서 발생하는 캐비테이션 유동은 난류이며 물과 공기 사이에서의 복잡한 상호 작용을 가지고 있으므로 그 적용 예가 아직은 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 수중에서의 캐비테이션 해석과 이상 유동 해석을 위한 코드 개발 및 검증을 목적으로 3차원 회전체 주위의 캐비테이션 유동을 여러 가지 조건들의 변화를 적용하여 해석하였다. 또한 캐비테이션 발생과 관련한 다른 난류 모델에 적용하여 비교 분석을 수행하였다. 해석을 위한 모델의 지배방정식은 이상유동 Wavier-Stokes 방정식, 질량$\cdot$모멘텀 방정식의 혼합된 형태로 구성되어 있으며 방정식의 해를 구하기 위한 방법으로 유한차분법을 이용하였다. 해석결과의 신뢰성을 고려하여 반구형 실린더 주위의 캐비테이션 유동의 실험치와 비교 분석하였다. 그 결과, 본 연구의 수치 해석 방법과 실험적 방법의 결과가 강한 양의 상관관계를 가짐을 알 수 있었으며, 이러한 수치적 뒷받침은 본 연구의 전산수치 해석 방법이 앞으로의 여러 유동 해석으로의 적용 가능성을 보여준다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.37 no.2
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• pp.83-91
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• 2018

The noise sources of a tip-jet driven rotor can be separated by rotor blade noise and jet noise. The rotor blade noise consists of thickness noise, loading noise, nonlinear quadrupole noise, and jet noise is divided into nozzle momentum noise and jet radiation noise. The flow analysis for the prediction of rotor blade noise is performed by CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis, and the noise source of the rotor blade noise is identified by simultaneously applying the permeable and impermeable surface based FW-H (Ffowcs Williams-Hawkings) acoustic analogy. The nozzle momentum noise is obtained by permeable surface FW-H, and jet radiation noise is predicted by using empirical method for the fixed-wing jet. Both of jet noises use nozzle exit condition for noise analysis. The accuracy of the technique is verified based on the noise measurements of the tip-jet driven rotor, and the unique noise characteristics of the tip-jet driven rotor is confirmed by spectrum analysis.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.1
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• pp.37-43
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• 2014

The extended framework of Hamilton's principle provides a new rigorous weak variational formalism for a broad range of initial boundary value problems in mathematical physics and mechanics in terms of mixed formulation. Based upon such framework, a new variational numerical method of linear elasticity is provided for the classical single-degree-of-freedom dynamical systems. For the undamped system, the algorithm is symplectic with respect to the time step. For the damped system, it is shown to be accurate with good convergence characteristics.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.29 no.3
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• pp.59-70
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• 1992

A Finite volume method for the computation of the two-dimensional, incompressible, steady, laminar Navier-Stokes equation is developed using a non-staggered grid system in a general curvilinear coordinate. The numerical pressure fluctuations, usually encountered when the non-staggered grid system is used, is suppressed by the momentum interpolation method. Flows around a NACA0012 foil section have been computed by the present method and the results show good agreements with other experimental and numerical ones.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.37 no.3
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• pp.99-109
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• 2000

Elastic dynamic responses analysis program for ship hulls considering slamming impact loads due to the voyage in large amplitude waves is developed. Ship hull structures are modeled by a thin-walled beam model in order to consider effects of shear deformation. The momentum slamming theory is used to derive nonlinear hydrodynamic forces considering intersection between wave particles and ship section. For the validation of the developed computer program, motions of a V-shaped simple section model and S-175 standard container model are calculated and analyzed. In each numerical example, time histories of relative displacement, velocity and vertical bending moment of a ship section are derived, considering the effect of slamming impacts in various wave conditions.ures near the free surface as well as the wake of the hydrofoil.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.26-34
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• 2013

An analytic approach to determine the optimal conditions for maximizing altitude of a sounding rocket is suggested. The behavior of the one-dimensional momentum equation including thrust, gravitational force and aerodynamic drag force is investigated. For the case where an analytic solution exists, a characteristic equation for determining optimal condition for maximizing altitude at the burn-out state and that for maximizing altitude at the stationary state are developed and verified with numerical experiments.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.173-182
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• 2014

The mixed convolved action principle provides a new rigorous weak variational formalism for a broad range of initial boundary value problems in mathematical physics and mechanics in terms of mixed formulation, convolution, and fractional calculus. In this paper, its potential in the development of numerical methods for transient problems in various dynamical systems when adopting temporally second order approximation is investigated. For this, the classical single-degree-of-freedom linear elastic dynamical systems are primarily considered to investigate computational characteristics of the developed algorithms. For the undamped system, all the developed algorithms are symplectic with respect to the time step. For the damped system, they are shown to be accurate with good convergence characteristics.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.281-281
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• 2019

수리모형실험은 수로 내에서 장시간 파랑을 발생시킬 경우, 수로 내에 반사 파랑의 성분이 누적될 수 있어 상당한 계측 오차를 발생시킬 우려가 있어 수리모형실험 결과의 검증이 필요하다. 일반적으로 수리모형실험 결과의 검증을 위해서는 동일 실험을 무수히 반복하여 불확실성을 제거하거나 다양한 수리실험실에서 수리모형실험을 수행하고 결과를 분석하여 불확실성을 제거할 수 있다. 그러나 이는 엄청난 시간과 노력은 물론 막대한 실험비용이 소요되기 때문에 경제적으로 효용성이 매우 낮아 현실적으로 수행이 어렵다. 이에 비해 수치모형실험은 상대적으로 저렴한 비용으로 수행할 수 있으며, 다수의 실험을 수행하지 않아도 불확실성을 제거할 수 있어 수리모형실험의 검증에 효율적이다. 일반적으로 난류 거동을 동반하는 복잡한 구조물 주변의 흐름 해석에는 3차원 CFD 모형이 필요하다. 특히, 병렬연산이 가능한 CFD 모형을 활용하면 수리모형실험에서도 재현이 쉽지 않은 다양한 조건에 따른 복잡한 흐름을 해석할 수 있어 효용성이 점점 증가하고 있다. 그러나 복잡한 구조물이 존재하게 되면 구조물에 재현에 막대한 격자구조가 필요하여 현실적으로 적용이 쉽지 않다. 이에 대한 대안으로 복잡한 구조물을 비교적 큰 격자에서 재현할 수 있는 가상경계법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가상경계법은 Navier-Stokes 방정식에서 유체 내에 존재하는 고체를 모멘텀 이론으로 대체하여 고려하는 기법으로 수치모델링 수행 시 매질을 유체만으로 구성할 수 있어 안정적으로 적용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 과업에서는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 3차원 CFD 모형인 OpenFOAM®기반으로 파랑해석에 필요한 경계조건을 계산할 수 있는 olaFlow를 활용하여 복잡한 구조물을 지나는 파랑해석을 수행하기 위해 가상경계법을 olaFlow에 도입한 수치 알고리즘을 개발하였다. 개발한 수치알고리즘을 활용하여 복잡한 구조를 수치모델에서 재현하였으며, 수치모델에 적용된 수치 알고리즘의 안정성에 대해 고찰하였다.