• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.318-323
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• 2005

To evaluate the accurate performance of turbomachinery, it is important to measure the unsteady flow phenomena downstream of the rotor blade. This paper presents the development of the fast-response total pressure probe for the measurement of the total pressure field at the exit of rotor and the result of measurement in a 1-stage axial turbine. The fast-response total pressure probe was fabricated by installing a fast-response pressure sensor near the head of a Kiel probe. And it measured the phase-lock averaged total pressure downstream of an 1-stage axial turbine. The developed probe successfully measured the accurate total pressure distribution at rotor exit and made possible to evaluate the loss distribution and the accurate performance of turbomachinery.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.117-125
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• 2006

In the present study the unsteady forces acting on the pitching foils such as a flat plate, NACA0010, NACA0020, NACA65-0910 and BTE have been measured by using a six-axis sensor in a circulating water tunnel at a low Reynolds number region. The unsteady characteristics of the dynamic drag and lift have been compared to the quasi-steady ones which are measured under the stationary condition. The pitching motion is available for keeping the lift higher after the separation occurs. Especially, the characteristics of the dynamic lift are quite different from the quasi-steady one at high pitching frequency regions. As the pitching frequency deceases, the amplitude of the dynamic lift becomes closer to the quasi-steady one. However, the phase remains different between the steady and unsteady conditions even at low pitching frequencies. On the other hand, the dynamic drag is governed strongly by the angle of attack.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.132-138
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• 2003

대형 유조선 접이안시 발생하는 비정상 운동을 이해하기 위해서는 천수역에서 작용하는 유체력의 크기와 성질을 명학히 파악해야 한다. 본 논문에서는 수식선형인 wigley 선형을 대상으로 수심과 가속도에 따른 유체력 변화에 대해 CFD를 이용하여 직접 시간영역에서 수치 계산을 행하였다. 또한 계산 결과를 수조 실험결과와 비교하여 CFD의 타당성 및 유효성을 검증하였다. CFD의 계산 결과는 선박 접이안시 선체에 작용하는 유체력의 산출은 물론이고 선체 주위 물리적 현상이나 유장 등의 특징을 상세히 파악할 수 있었다. 또한 수심과 가속도를 변수로 행한 계산 결과를 바탕으로 최초 정지상태에서 등속운동까지의 과도 횡력을 선체 이동속도에 이동거리를 곱한 순환함수의 개념을 이용하여 모델화하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.574-577
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• 2010

이번 연구에서는 저속 비압축성 유체-구조 연성을 고려한 위상 최적화을 위해 새로운 모노리틱 해석을 개발한다. 이 새로운 해석 기법에서는 기존의 유체-구조 연성 시스템 해석 기법에서 유체와 구조 영역을 분리하고 연성 조건을 만족시키는 것과 다르게 하나의 일치된 해석 방정식을 유체 영역과 구조 영역에 동일하게 적용한다. 또한, 경계조건을 만족시키기 위하여 단일화 된 해석 방정식의 물성치를 바꾸어주는 새로운 방식을 제시하였다. 이 새로운 방법에서는 유체, 구조 영역을 분리하지 않고 Navier-Stoke's 방정식과 선형 탄성식을 동시에 사용하였다. 또한, 유체-구조 영역이 연성 해석 중 변화하는 것을 반영하기 위하여 구조 변위를 이용하여 Deformation tensor를 계산하였고 이를 이용하여 변형 후에서의 Navier-Stoke 방정식의 미분을 계산하는 방법을 제안하였다. 그리고, 정상 상태 유체를 가정하고 속도에 비례하는 마찰힘인 Darcy's force 항을 Navier-Stoke 방정식에 넣고 이 마찰 힘의 크기를 변화시킴으로 해서 유체 방정식에서의 연성 경계 조건을 만족시켰다. 선형 탄성 방정식에서 Divergence이론을 이용해서 경계에서 작용하는 외력이 하는 일을 내부 시스템에 하는 일로 계산하였다. 개발된 모노리스 해석 방법을 이용하여 저속 비압축성 유체가 구조에 미치는 압축력을 계산하였고 이용하여 컴플라이언트 미케니즘을 설계하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.75-75
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• 2011

본 논문에서는 진동중인 교량 거더에 작용하는 풍하중을 산정하고 그에 따른 플러터 발생풍속을 예측하기 위하여 분산형 전산환경을 활용한 수치해석 연구를 수행하였다. 분산형 전산환경은 웹 포탈을 기반으로 수치해석 환경을 제공하는 수치풍동 시스템으로서, 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)에 대한 전문지식이 부족한 사용자들도 격자생성, 수치해석자를 이용한 계산, 가시화 등의 전 과정을 편리하게 수행할 수 있는 차세대 토목분야 연구 환경이다. 본 시스템은 그리드스피어(GfidSphere)를 기반으로 구성되었으며, 기본적으로 사용자 관리, 세션 관리, 그룹 관리, 레이아웃 관리 등을 제공하여 사용자가 포탈을 통해서 다양한 서비스를 쉽게 사용할 수 있는 환경을 구축하도록 도와준다. 수치해석을 위한 유체 지배방정식은 2차원 비정상 비압축성 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식이며, pseudo compressibility 방법을 적용하였다. 비정상 유동장을 해석하기 위하여 이중시간 전진법(dual time stepping)을 사용하였으며, 수렴가속화를 위해 Multi-grid 기법을 적용하였다. 또한 난류 유동장 해석을 위해서 $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 사용하였으며, 난류 천이 과정에서의 유동을 모사하기 위하여 Total stress limitation 방법을 적용하였다. 교량 거더의 연직과 회전방향의 2자유도 움직임을 모사하기 위하여 동적격자 기법을 도입하였다. 교량 거더 주변의 비정상 유동해석 결과를 통해, 거더 표면에서 떨어져나가는 크고 작은 와류의 영향으로 양력 및 모멘트 계수 그래프가 중첩된 진폭과 주기를 갖고 주기적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 비정상 공기력을 적용한 2자유도 플러터 방정식을 통하여 플러터 발생풍속을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위하여 수치적으로 구한 플러터 발생풍속과 기존의 실험 및 수치해석 결과를 비교하였으며, 결과는 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.877-880
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• 2017

원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권1호
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• pp.49-56
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• 2003

The hydrodynamic interference between two circular cylinders in tandem and side by side arrangements was investigated by measuring of lift and drag on each cylinder. The time variations of interference lift and drag coefficients in each arrangement were observed at center-to-center pitch ratios of P/D=1.25 and 2.5 and Reynolds number of $Re=1.5\times10^4$. Average interference lift and drag coefficients were also observed at pitch ratios from P/D=1.25 to 2.5 and Reynolds number from $Re=1.5\times10^4$ to $1.5\times10^4$. The hydrodynamic interference between two circular cylinders differed with the shape of the arrangement and the pitch ratio, but the characteristics were revealed by measuring of lift and drag on each cylinder.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.47-54
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• 2005

An oscillating foil can produce a driving force through the generation of a reversed $K\'{a}rm\'{a}n$ vortex street, and it can be expected to be a new highly effective propulsion system. A simple pitching foil model was made and it was operated within a water channel. The wake formation behind a pitching foil was visualized and unsteady fluid forces were measured using a 6-axis force sensor based on force and moment detectors. We have been examined various conditions such as reduced frequency, amplitude and pivot point in NACA 0010. The results showed that thrust coefficients increased with a reduced frequency. We also presented the experimental results on the characteristics of a pitching foil at various parameters.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.9-14
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• 2009

2차원 비정상의 RANS 방정식을 이용하여 피치가 고정된 3개 혹은 4개의 날개(hydrofoil)를 가지는 조류발전용 수직축 터빈주위의 비정상 유동장 해석을 수행하였다. 상용수치해석코드인 Fluent를 이용하여, 균일류에 놓인 $NACA65_3$-018날개에 대하여 받음각(angle of attack)의 변화를 주며 계산되는 유체력을 실험값과 비교하였고, 이를 바탕으로 대표적인 수직축 조류발전 터빈의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 사용된 수치해법은 대상 유동을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인 하였고, 터빈의 최적 효율은 날개수 및 유속 대비 회전수 등의 적절한 조합으로 실현 될 수 있음을 파악하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.9-16
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• 2014

본 논문은 경사진 원형관에서 표면장력과 중력으로 구동되는 비뉴턴 유체(멱법칙 모델)의 유동 및 변위를 이론적으로 연구한 것이다. 그리고 표면장력에 의하여 연속적으로 원형관 내로 유입되는 비뉴턴 유체의 변위를 기술하기 위한 지배방정식을 처음으로 개발하였다. 뉴턴의 운동방정식으로부터 유도된 식은 2계 비선형이며 비제차인 형태의 상미분 방정식이다. 지배방정식의 해를 수평관에서 변위를 시간의 함수로 기술한 식 및 실험과 비교한 결과 정량적으로 동일한 일치를 보였다. 여기에 더하여 정상상태인 힘의 균형식의 결과에 대해서도 정확한 일치로 나타남을 확인할 수 있었다.