• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.24-35
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• 2018

Impeller blades in the centrifugal compressor are subjected to periodic aerodynamic excitations by interactions between the impeller and the diffuser vanes (DV) in resonant conditions. This may cause high cycle fatigue (HCF) and eventually result in failure of the blades. In order to predict the structural response accurately, the aerodynamic excitation and the major resonant conditions were predicted using unsteady computational fluid dynamics (CFD) and structural analysis. Then, a forced vibration analysis was performed by going through one-way fluid-structure interaction (FSI). A numerical analysis procedure was established to evaluate the structural safety with respect to HCF. The numerical analysis procedure proposed in this paper is expected to contribute toward preventing HCF problems in the initial design stage of an impeller.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.7
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• pp.647-654
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• 2010

In this study, an efficient ornithopter aerodynamic model, which is applicable to ornithopter wing design considering fluid-structure interaction or ornithopter flight dynamics and control simulation, was proposed and experimentally validated through the wind tunnel experiments. Due to the ornithopter aerodynamics governed by unsteady low Reynolds number flow, an experimental device was specially designed and developed. A part of the experimental device, 2-axis loadcell, was situated in the non-inertial frame; the dynamic calibration method was established to compensate the inertial load for pure aerodynamic load measurements. The characteristics of proposed aerodynamic model were compared with the experimental data in terms of mean and root-mean-square values of lift and drag coefficients with respect to the flow speed, flapping frequency, and fixed angle of attack.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07b
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• pp.801-803
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• 1998

가압경수형 원전에서 증기발생기의 수위제어가 저출력하에서 유체거동이 부정확하고 비정상적이어서 기존의 PI제어기 만으로는 파라메타 설정이 곤란하여 효과적인 제어가 어렵다. 이러한 문제점을 개선하고자 인공지능기법의 일종인 신경회로망을 이용한 수위제어 알고리즘의 적용을 연구하였다. 저출력시에는 증기발생기내에서의 물리적인 현상이 상당히 복잡하여 정확한 수학적 모델링이 어렵기 때문에 기존의 PI제어기와는 별도로 입출력신호패턴에 근거한 수위변동의 경향인식으로 요구되는 수위레벨을 과도현상없이 안정적으로 제어 할 수 있었다. 이 연구결과에 기초하여 저출력시에 한하여 신경회로망을 적용한 컴퓨터로써 병렬운전을 수행한다면 효과적인 현장적용성을 높일 수가 있다.

• 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.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.26 no.2
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• pp.212-224
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• 1994

A numerical method has been developed for studying the dynamics of a flexible cylinder in a coaxial cylindrical duct, immersed in inviscid flow. The unsteady inviscid fluid-dynamic force acting on the oscillating cylinder has been estimated more rigorously by means of a spectral collocation method without simplification of governing equations. This numerical approach is applicable to the system haying wider annular gap and/or shorter length of cylinder as compared to existing potential theory. The governing equation of the unsteady flow was obtained from Laplace equation. The equation of cylinder motion coupled with the fluid motion was discretized by Galerkin's method, from which the dynamic behaviour of the system has been evaluated. The effect of the length of the cylinder and the annular gap on the critical flour velocity, where the system loses stability by buckling, was investigated. To validate the numerical method, the potential flow theory developed by Hobson based on thin film approximation has been improved. Typical results of the present numerical theory on the dynamics and stability of the system are compared with those of available existing theory and the present approximate results. Good agreement was found between the results. It was also found that a nondimensional critical flow velocity becomes larger as increasing the annular gap and decreasing the length of cylinder.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.23 no.10
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• pp.1188-1194
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• 2019

Among the many ways to measure the flow of fluid the hot air wind speed sensor is a device for measuring the speed or temperature by heat transfer of a fluid. However, the hot wire wind speed sensor is sensitive to external environmental factors, and has a disadvantage of inaccuracy due to ambient temperature, humidity, and signal noise. In order to compensate for this disadvantage, advanced technology has been introduced by adding temperature compensation circuits, but it is expensive. In order to solve this problem, this paper studies the wind speed sensor that does not need temperature compensation. Heated wind speed sensors are very vulnerable to the ambient temperature, which is generated by electronic circuits, even among external environmental factors. in order to improve this, the auxiliary heating element is additionally installed in the heating element to control a constant temperature difference between the auxiliary heating element and the heating element.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.38 no.1
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• pp.43-51
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• 2001

The unsteady problems of ships in waves are analyzed by a low order panel method with Rankine source. Considering the basic flow as the uniform incoming flow(so called Kelvin flow) and also the double body flow. the solutions to satisfy the governing equation with the boundary conditions are obtained, and these two results are compared. The hydrodynamic coefficients for the modified Wigley hull and Series 60($C_B=0.7$) are computed and compared with the experimental data available and also other computational results published. It is shown that the computational results by the double body approximation agree well with the experimental results compared with those by the uniform Kelvin flow approximation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.5
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• pp.381-389
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• 2007

6-DOF simulation program is developed in order to increase the efficiency of the store separation analysis. This S/W is much faster than a method based on CFD(Computational Fluid Dynamics) technology, and allows the simulation of stores with fixed shape as well as with extensible wings, because it uses aerodynamic databases which are prepared beforehand. In this paper, aerodynamic databases of stores are obtained with MSAP(Multi-body Separation Analysis Program), and unsteady damping coefficients are modeled with Missile Datcom. These databases and the 6-DOF simulation program are used to predict the trajectory of an external store, while its wings are being deployed. The analysis results indicate that the safe separations of the store can be achieved not only with the wing fixed but with the wings being deployed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.253-253
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• 2019

유사의 이동은 하천, 해안 지역과 같은 수계에서 하상의 변동, 침식과 퇴적을 일으켜 지형적인 변화를 초래한다. 유사의 이동은 유사의 특성과 유체의 유수동역학적 특성에 의해 결정되며 유체특성 간의 복잡한 상호 작용에 의해 변화한다. 유사가 가지는 점착성은 유사의 특성에 큰 영향을 끼친다. 입자의 크기가 매우 작은 점착성 유사는 그 표면이 가지는 전자기적 점착력에 의해 주위의 1차 입자나 다른 작은 알갱이들이 서로 뭉치는 응집과 충돌에 의해 크기가 작아지는 파괴의 과정을 겪는다. 이 과정을 응집현상이라고 하며 응집현상을 통해 점착성 유사의 크기와 밀도, 침강속도는 계속해서 변화한다. 따라서 점착성 유사의 응집거동 고려한 유사 이동 연구는 필수적이다. 과거 연구의 많은 사례에서 유사의 크기와 농도는 비례 관계를 가지는 것이 일반적이라 알려져 있다. 그러나 실제 현장에서 측정한 결과 유사의 크기와 농도가 반비례 관계를 가지는 특이점이 발견되었다. 실측 연구에서 발견된 응집거동에 따른 유사의 특성의 특이한 변화를 설명하기 위해 1차원 연직 수치 모형(1DV)을 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 모의 수행 시, 흐름 조건을 크기와 방향이 일정한 순방향흐름(Current)에 특정 주기와 진폭을 가지는 진동 흐름(Oscillatory Flow)을 추가하여 진행하였다. 플럭의 성장과 그에 따른 입자의 크기는 많은 현상에 영향을 받는다. 그 중 응집현상의 응집 과정과 파괴 과정 중 어떤 현상이 더 우세한지 그 경쟁관계를 파악하여 플럭의 크기의 증감을 예측할 수 있게 농도(?)와 난류소산매개변수(?)를 이용하여 $c/G^{0.5}$로 매개화하였다. 실험 결과, 순방향 흐름을 제외하고 스토크스파 흐름 조건을 이용하여 진행된 모의에서는 플럭의 크기와 농도가 반비례하는 현상을 관찰할 수 없었으며 $c/G^{0.5}$ 의 변화 역시 흐름의 속도와 농도가 더 큰 지점에서 큰 값을 가지는 일반적인 결과를 나타내었다. 그러나 같은 조건에서 순방향흐름을 추가하여 모의한 결과에서는 플럭의 크기와 농도가 반비례하는 현상을 나타냈다. 연직 방향 $c/G^{0.5}$의 변화를 나타낸 그래프에서 응집과 파괴의 우세에 따라 $c/G^{0.5}$ 가 역전되는 현상을 확인하였다. 즉, 플럭의 크기는 난류의 구조와 그 영향에 의해 농도와 비례관계를 갖지 않을 수도 있다고 판단된다. 또한 본 연구에서 정상류 흐름 조건의 유무에 따라 플럭의 크기와 농도가 비례하거나 반비례하는 상반된 결과를 보였다. 정상류 흐름 조건이 난류의 강도에 큰 역할을 하며 이에 따라 비선형 관계에 영향을 끼친다는 것을 발견하였다. 그러나 흐름의 영향에 대한 더 자세한 분석은 본 연구에서 진행되지 않았으며 향후 연구 시에 분명히 고려되어야 할 사항이다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.14 no.2
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• pp.114-120
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• 2011

The characteristics of a helical turbine to be used for tidal stream energy conversion have been numerically studied with varying a few design parameters. The helical turbines were proposed aiming at mitgating the well known poor cut-in characteristics and the structural vibration caused by the fluctuating torque, and the basic concept is introducing some twisting angle of the vertical blade along the rotation axis of the turbine. Among many potential controling parameters, we focused, in this paper, on the twisting angle and the height to diameter ratio of the turbine, and, based on the numerical experiment, We tried to propose a configuration of such turbine for which better performance can be expected. The three-dimensional unsteady RANS equations were solved by using the commercial CFD software, FLUENT with k-${\omega}$ SST turbulence model, and the grid was generated by GAMBIT. It is shown that there are a range of the twisting angle producing better efficiency with less vibration and the minimum height to diameter ratio above which the efficiency does not improve considerably.