• Journal of KSNVE
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• v.7 no.6
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• pp.888-893
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• 1997

진공청소기에서 발생하는 주 소음원은 홴(fan)에 의한 공력 소음및 모터의 진동에 기인하는 청소기 본체의 소음과 청소기 흡입 노즐(nozzle)에서 발생하는 공력 소음으로 나눌수 있다. 청소기 본체의 주 소음원인 원심 홴(centrifugal fan)은 고속으로 회전하며 구조가 복잡함으로 인해 소음 해석에 필수적인 유동의 해석이 어려우나 이산 와류법을 이용한 소음원 해석등의 연구가 진행중이다. 진공청소기 노즐부에서는 일반적인 분류(jet)의 토출과는 상이하게 공기를 흡입하는 구조로 소음 발생 기구의 모델링 (modeling)에 대한 연구는 거의 전무하다. 공력 소음은 Lighthill에 의하면 비정상 유체가 운동할 때 나타나는 변형에 기인한다고 하며 주변에 고정 경계면이 없는 상태에서 유체가 흐를 때 발생하는 소음을 이론적으로 연구하였다. 그후 Curle에 의해서 고체 벽면의 영향을 고려한 방정식의 해가 구해졌다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.28-28
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• 1999

본 연구에서는 가스 발생기에서 발생되는 고온, 고압의 가스를 이용하여 유도탄을 수직 발사하는 사출 시스템에 대해 해석적 연구를 수행하였다. 사출 시스템에 의한 수직발사 방식은 발사관내에 설치된 가스 발생기에 의해 생성된 가스가 사출 실린더의 피스톤을 구동시켜, 피스톤에 연결된 유도탄을 요구되는 높이로 사출 시킨 후 유도탄이 점화되는 발사방식이다. 이러한 발사방식은 유도탄 자체의 부스터 발사방식에 비해 유도탄의 화염에 의한 영향이 적다. 현재 사출 시스템은 가스발생기, 가스 튜브, 사출 실린더와 피스톤으로 구성되어있다. 본 논문은 가스 발생기에서 사출 실린더까지의 내부 유동장을 일차원적으로 모델링하였고, 가스발생기, 가스튜브, 실런더 내의 유동과 열전달 과정 및 유도탄의 동적거동에 대한 미분방정식을 연립하여 4th-order Runge-Kutta 방법으로 계산하였다. 또한 가스튜브와 사출 실린더의 열전달 손실에 대하여 1차원 비정상 열전도 방정식의 수치적 계산을 통해 에너지 손실을 계산하였다. 특히 해석에 사용된 작동유체인 추진제 가스의 열학적 상태량은 온도 함수의 5차 다항식으로 표현하여 사용하였다. 이론적인 해석을 통해 사출 장치 시스템의 성능 요구조건과 신뢰성을 만족시키기 위한 가스발생기의 추진제 그레인 및 사출 시스템 설 계 조건을 도출하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.9
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• pp.34-40
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• 2005

In present study, a two dimensional unsteady Navier-Stokes solver has been developed using the Diagonalized ADI (DADI) method and implicit dual time stepping method. The jacobian matrices in steady state Navier-Stokes equations are introduced from inviscid flux terms. The implicit treatment of artificial dissipation terms results in a block penta-diagonal matrix system and it becomes a scalar penta-diagonal matrix by diagonalization. In steady state equations about fictitious time, a new residual including a real time derivative term is introduced. From a converged solution about fictitious time, a real time unsteady solution can be obtained, which is called 'implicit dual time stepping method'. For code validation, an oscillating flat plate, a regular Karman vortices past a circular cylinder and shock buffeting around a bicircular airfoil problems are numerically solved. And they are compared with a theoretical solution, experiments and other researcher's computations.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.115-154
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• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.4
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• pp.425-429
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• 2011

In the unlikely of nuclear reactor meltdown, the leaked core melt or corium must be contained in a device called core-catcher so that the corium can be cooled and stabilized. The ex-vessel behavior of corium involves complex physical and chemical mechanisms of flow propagation, heat transfer, and reactions with sacrificial substrates. In this study, the detailed characteristics of corium flow and heat transfer were investigated by using a commercial CFD code for VULCANO VE-U7 test reported in the literature. The volume-of-fluid (VOF) model was used to predict the interfacial surface formation of corium and the surrounding air, and the discrete ordinate model was adopted to calculate radiation between corium and the surroundings. It was found that cooling via radiation through the top surface of corium had a dominant effect on the temperature and viscosity profiles at the front of the corium flow.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.3
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• pp.229-235
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• 2013

To investigate the effect of the flexible artery wall on the blood flow, three-dimensional numerical simulations were carried out for analyzing the time-dependent incompressible flows of Newtonian fluids constrained by a flexible wall. The Navier-Stokes equations for fluid flow were solved using the P2P1 Galerkin finite element method, and mesh movement was achieved using an arbitrary Lagrangian-Eulerian formulation. The Newmark method was employed for solving the dynamic equilibrium equations for the deformation of a linear elastic solid. To avoid complexity due to the necessity of additional mechanical constraints, we used a combined formulation that includes both the fluid and structure equations of motion to produce a single coupled variational equation. The results showed that the flexibility of the carotid wall significantly affects flow phenomena during the pulse cycle. The flow field was also found to be strongly influenced by the bifurcation angle.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.8
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• pp.739-747
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• 2010

Numerical calculations are carried out for evaluating the natural convection induced by the temperature difference between a hot inner circular cylinder and a cold outer square enclosure. A two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained by using the finite volume method to model an inner circular cylinder that was designed by using the immersed boundary method (IBM) for a Rayleigh number of $10^7$. In this study, we investigate the effect of the location ($\delta$) of the inner cylinder, which is located along the vertical central axis of the outer enclosure, on the heat transfer and fluid flow. The natural convection changes from unsteady to steady state depending on the $\delta$. The two critical lower bound and upper bound positions are ${\delta}_{C,L}$ = 0.05 and ${\delta}_{C,U}$ = 0.18, respectively. Within these defined bounds, the thermal and flow fields are in steady state.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1163-1170
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• 1992

A computer program was developed to analyze the two-dimensional unsteady incompressible viscous flow behind a rectangular bluff body between two parallel plates. The Peaceman-Rachford alternating direction implicit numerical method and Wachspress parameter were adopted to solve the governing equations in vorticity-transport and stream function formulation. The steady state flow and the vortex flow behind a rectangular bluff body in a chemical were investigated for Reynolds numbers of 200 and 500. The vortex shedding was generated by a physical pertubation numerically imposed at the center of the flow field for a short time. It was observed that the perturbed flow became periodic after a transient period.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.6
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• pp.650-655
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• 2016

In this study, a computational simulation of the internal flow characteristics was carried out for a Urea-SCR Injector. A single hole swirl injector with a swirl disk and slanted nozzle was used in this simulation. The maximum needle lift and opening velocity were selected as the design parameters. To analyze the unsteady internal flow characteristics of the Urea-SCR injector, the moving grid technique was applied to simulate the delicate needle movement. According to the simulation results, the injected mass flow rate from the Urea-SCR injector decreased with increasing needle opening velocity and maximum needle lift. This is because the Urea-solution tends to fill the empty space that the needle previously occupied. The swirl flow is decreased as the flow goes through the injector nozzle, because of the friction with the nozzle wall. Also, during the maximum needle lift period, the swirl coefficient and mean swirl coefficient increase with increasing needle lift. The results of this study may be used as the basic design data of related injectors.