• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.41-48
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• 1997

가스물성의 계산방법으로 상태방정식이 널리 사용되고 있으나 상태방정식의 종류에 따라서 물성예측에 서로 다른 차이를 보이고 있다. 본 연구는 가스의 액화온도에서 상온에 이르는 온도범위와 1bar에서 30bar에 이르는 압력범위에서 질소, 산소, 아르곤에 대한 상태방정식의 물성계산 신뢰도를 검토하고자 하였다. 이를 위하여 Aspen plus에서 제공하는 Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, BWR-Lee Staring 상태방정식을 비교대상으로 하였고 계산결과는 문헌치 및 virial식과 비교하였다. 또한 물성계산식이 공정에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 초저온 공기분리장치의 증류탑 및 팽창터어빈 계산을 수행하여 상태방정식 차이에 의한 공정계산 차이를 비교, 분석하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.111-117
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• 2010

수중구조물에 의한 파랑의 변형을 예측하기 위해 3차원 수치모형을 도입하여 수치모형 실험을 수행하였다. 본 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법을 이용하여 계산하는 동수압 모형으로서, 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(Spatially Averaged Navier-Stokes) 방정식의 해를 구하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형이다. 엇갈림 격자체계에서 유한차분법을 사용하여 지배방정식을 해석하는 모형으로서 수치기법으로 Two-step projection 기법을 사용하여 SANS 방정식을 계산하였으며, Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하고 압력장을 계산하였다. 또한, 자유수면의 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 먼저 선형파를 일정 수심상에서 조파시켜 해석해와 비교한 후 수중구조물이 설치된 지형에 적용하여 파랑의 변형을 수치모의하여 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.158-166
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• 2024

순환 모델 연구를 위한 수치 방법에서는, 증가하는 온실가스 배출에 대한 해양과 대기의 물리적 반응을 모의하기 위해 다양한 연직 좌표계를 사용한다. 본 연구에서는 해양 및 대기 순환 수치모델에 자주 사용하는 4종류의 연직좌표계, 즉 고도, 일반, 압력, 그리고 무차원 연직좌표계에 대하여 소개한다. 최종적으로, 연직좌표계로 표현된 정수압 방정식, 연직속도, 수평방향 운동방정식, 그리고 연속방정식을 도입하고, 연직좌표계에 대한 장단점을 정리하여, 수치모형 개발 정확성을 도모하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권3호
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• pp.299-308
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• 2011

본 논문은 항만공사용 로봇의 실린더 길이 측정을 위한 압력 옵서버 개발이다. 로봇의 유압 실린더 제어를 위해 변위 센서가 필요하며 일반적으로 LVDT, 리니어 스케일 등이 사용된다. 이러한 센서는 실린더 외부몸통에 장착되므로 건설현장과 같은 열악한 환경에서 사용할 경우 내구성이 좋지 못하다. 본 논문에서는 압력센서를 이용하여 간접적으로 실린더 길이를 측정한다. 압력센서는 유압 밸브박스 내부에 장착되어 외부충격으로부터 보호되며 방수가 용이하다. 오일을 압축성 매개체로 간주하여 실린더의 위치와 속도 함수인 동적압력 방정식을 유도하고 RLS를 이용하여 실린더가 전진, 후진 리미트에 도달할 때마다 파라미터를 갱신한다.

• 유변학
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• 제6권1호
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• pp.30-40
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• 1994

고분자 물질의 신장점도를 측정하기 위하여 설계된 수렴관을 지나는 시험 유체 M1 에대하여 유한요소방법으로 수치모사를 수행하였다. 구성방정식은 세 개의 이완시간을 가진 적분형 K-BKZ모형을 사용하였다. 신장변형이 지배적이고 변형속도가 매우 큰 흐름에 대하 여 실험적 방법으로 측정이 가능한 범위까지 수치모사를 수행하였다. 두 개의 압력 측정꼬 지 사이의 벽면 압력차에 대하여 압력 신호로 측정한 실험값을 수치모사결과와 비교하였다. 걷보기 전단속도가 매우 큰 1300s-1에 이르는 높은 유속의 전 실험범위에 대하여 안정된 수 치해를 얻을수 있었다. 3$0^{\circ}C$에서는 모든 실험범위의 유속에서 압력차에 대한 수치모사 결과 가 실험값과 잘일치했다. 21$^{\circ}C$에서는 0.1$\times$10-3m3/s보다 낮은 유속범위에서 실험값과 일치하 는 결과를 얻었으나 그보다 높은 유속에서 실험값과 일치하는 결과를 얻었으나 그보다 높은 유속에서 실험값과 다른 경향의 결과를 얻었다. 이것은 낮은 온도 높은 유속 조건에서 M1 유체의 성질이 불안정하고 또한 그러한 조건의 실험에서 발생한 압력 측정꼭지 부근의 기포 들이 정확한 압력측정에 영향을 끼쳤기 때문이다. 수치모사 결과로부터 얻은 압력과 응력분 포로부터 수렴관 유변측정기의 유동특성을 밝힐수 있었다. 이는 실험적 방법을 통해서는 얻 기 어려운 결과들로서 중요한의미를 가진다. 특별한 모양을 갖도록 설계된 수렴관을 통과하 는 M1 유체가 중심부근에서 일정한 신장변형속도로 변형됨을 확인할 수 있었으며 수직응력 은 지수적으로 증가하다가 축소부분을 지난 후 매우 장점도를 얻기 위하여 신장변형속도가 일정한 구역이 두 배로 확장된 수렴관이 수치적으로 다루어졌고 이를 통하여 기존의 수렴관 에서 구한 값보다 큰 신장점도를 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.363-366
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• 2006

본 연구에서는 초음속 공동유동장에서 발생하는 압력 진동을 완화시키기 위하여 사용된 두 가지 피동제어방법들의 유효성을 수치해석적으로 조사하였다. 사용된 제어 장치들은 삼각돌기와 sub-cavity로, 전단층의 발달 특성을 조절하기 위하여 공동 전단 부근에 설치된다. 공동유동의 압력변동 특성을 조사하기 위하여 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하여 유동장을 모사하였으며, 유동의 난류상태량들은 LES 방법을 사용하여 계산하였다. 그 결과, 공동유동의 진동 특성은 공동의 후단 벽면에서 발생하는 압력 진동에 의해 지배되며, 제시된 방법들의 효과는 공동의 후단에서 가장 크게 나타났다. 특히, sub-cavity는 삼각돌기나 블로잉이 있는 경우에 비하여 압력 진동 저감효과가 상대적으로 크며, sub-cavity가 큰 경우 압력 진동의 저감효과가 더욱 뚜렷하게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.295-298
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• 2007

본 연구에서는 초음속 공동유동장에서 발생하는 압력변동을 저감하기 위한 피동제어방법의 유용성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 피동제어방법으로 사각 공동내 상류 벽면에 sub-cavity를 설치하였다. 공동내 하류벽면에 센서를 설치하여 압력변동 값을 실험적으로 측정하였으며, 측정된 압력변동값을 FFT변환하여 주파수 분석을 하였다. 수치계적으로는 공동내 압력변동 특성을 살펴보기 위해 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하여 유동장을 모사하였으며, 유동의 난류상태량들은 LES 방법을 사용하여 계산하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 공동유동에서 진동 특성은 공동 하류벽면에서 발생하는 압력진동에 의존한다. 특히 leading tip 두께와 sub-cavity 크기가 진동 저감효과에 주요 인자이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.281-286
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• 2007

노즐 목과 출구의 면적비가 1.8인 소형 2차원 초음속 노즐에 대해서 Navier-Stokes 방정식을 수치계산으로 풀었다. 압력비와 노즐 확대부 길이를 변화시킨 경우에 대해서 해석하여 노즐 안과 출구 근처에서 충격파 구조를 살펴보았고 특히 노즐 목 근처에서 발생하는 불규칙한 압력 분포의 특성을 노즐 목 근처의 기하학적 모양에 근거해서 규명하였다. 각각 독립적으로 표준형 노즐에서 압력비를 변화시킨 경우와 압력비를 고정하고 확대부의 노즐 길이를 변화시킨 경우 사이에 서로 유사한 충격파 구조 변화가 관찰되었고 여기에서 한 개의 경사 충격파로 오인될 수 있는 서로 다른 경사 충격파에 의해 만들어지는 수직 충격파도 포착하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2000년도 추계 학술대회논문집
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• pp.129-134
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• 2000

An efficient numerical method to solve the unsteady incompressible Navier-Stokes equations is developed. A fully implicit time advancement is employed to avoid the CFL(Courant-Friedrichs-Lewy) restriction, where the Crank-Nicholson discretization is used for both the diffusion and convection terms. Based on a block LU decomposition, velocity-pressure decoupling is achieved in conjunction with the approximate factorization. Main emphasis is placed on the additional decoupling of the intermediate velocity components with only n th time step velocity The temporal second-order accuracy is Preserved with the approximate factorization without any modification of boundary conditions. Since the decoupled momentum equations are solved without iteration, the computational time is reduced significantly. The present decoupling method is validated by solving the turbulent minimal channel flow unit.

• 기계저널
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• 제23권5호
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• pp.344-348
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• 1983

유속의 최초 측정방법은 Torricelli (1608-1647)가 Bernoulli 방정식을 오리피스에 적용하여 유속 계산식 v =k.root.2gh를 유도하였고, 그 이후 역시 Bernoulli 방정식을 이용하여 Henri Pitot (1695-1771)는 정체점에 대한 이론을 고려하여 정체압을 측정하는 방법으로 가는관을 이용하여 Seine 강의 유속을 측정하는데 성공하므로서 이론적인 유속계산식 v =k.root.2gh는 가장 원시적인 피토우관(Pito-tube) 이나 오리피스에 의한 유속계산식이지만, 현재에 아무리 전기적인 정밀측정 방법과 레이저에 의한 측정방법이 개발되어도 결국 피토우관에 의한 측정값이나 압력측정치와의 교정(Calibration)이 선행되지 않으면 안되기 때문에, 피토우관에 의한 측정방법은 가장 원시적 이면서 가장 정확한 측정방법의 하나이다. 다만 피토우관에 의한 측정은 속도장내의 평균속도를 측정하게 되고 난류성분의 해석이 불가능하며, 그 측정이 일차원 유동에 국한된다는 것이 단점 으로 되어 있다. 이러한 점들을 보완할 수 있는 측정장치 들이 많이 개발되고 있으나 본 해설 에서는 공기유동의 경우 우리가 가장 많이 사용하고 있는 열선풍속계에 대하여 그 용법을 논하기 로 한다.