• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.41-47
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• 2017

새로운 기술의 도입과 정교함이 더해진 최근의 지상무기가 지능형 포탄의 발달로 이어졌으며 주요 선진국의 관심을 이끌었다. 본 연구에서는 회전운동을 하는 비행체에 대한 공력 데이터를 확보하기 위해 BLU-103 모델을 통한 전산유체역학해석을 수행하였다. 먼저 회전하는 비행체의 정상해석 기법을 모사하기 위해 동체는 고정시키고 주변의 공기를 회전시켜 동체가 회전 하는 것과 같은 원리를 이용하였다. 회전운동 하는 비행체의 공력 타당성을 검토하기 위해 단순형상에 대해 받음각 0도에서 90도, 옆 미끄럼각 0도에서 90도까지 각각 30도 간격으로 고려하여 해석을 수행하였다. Drag book에 제시되어 있는 항력 값을 통해 단순모델에 대한 항력계수가 1.0 ~ 1.2의 정량적 결과를 만족한다는 사실을 확인하였다. 단순형상에서의 해석조건을 통해 검증 된 유효한 입력 값을 동일하게 실제형상에 적용하여 회전 유무에 따른 공력데이터베이스를 구축하였고 경향성을 분석하였다. 분석 결과 단순모델 뿐 아니라 실제 모델의 회전 시 축력계수, 수직력 계수, 측력 계수가 증가한다는 사실을 확인 하였고 특히 수직력 계수의 영향이 크게 작용되어 비행에 유리할 것이라 판단하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.561-568
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• 2020

본 논문에서는 상용코드인 ANSYS CFX를 통한 해양레저 스포츠 및 야외 활동 시 사용 가능한 휴대용 수평축 수차의 유입유속(U) 및 주속비(TSR, Tip Speed Ratio) 변화에 따른 성능해석을 수행하였으며, 해석결과 및 유동장 분석을 통해 설계에 대한 검토 및 장치의 성능을 확인하였다. 또한, 추가적으로 블레이드의 피치각도(α_pitch) 변화에 따른 성능해석을 통해 수차의 성능개선에 필요한 데이터를 획득하고자 하였다. 본 논문의 연구 결과 수치해석 케이스 중 주속비 4인 경우, 모든 유입속도 및 블레이드 피치 각도에서 가장 높은 성능을 보였으며, 설계 유속 이하의 일부 조건에서도 설계 출력인 30 W 이상의 출력을 보였다. 그리고 수치해석 케이스 중 가장 높은 출력과 출력계수는 유입유속 1.5 m/s, 블레이드 피치 각도 3°, 주속비 4에서 보였으며, 출력 약 85 W, 출력계수 약 0.30이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.434-441
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• 2016

마찰교반용접은 소재와 용접 툴 간의 마찰열에 의해 접합되는 고상접합 공정이다. 용접 시 발생하는 입열량에 따라 용접부의 건전성이 결정된다. 과도한 입열량은 산화물 및 기공결함의 원인이 되며, 불충분한 입열량은 터널결함 등의 문제점이 발생한다. 따라서 마찰교반용접부 중심에서의 온도 이력을 파악하는 것은 건전성을 판단하는 데 있어 매우 중요한 연구이다. 본 연구에서는 마그네슘 합금소재에 대한 마찰교반용접부의 온도분포 특성을 평가하였다. 이를 위해 유한요소해석을 통한 마찰교반용접부의 유동장 및 온도분포를 예측하였다. 유한요소해석을 위해 용접 툴 형상 간소화, 마찰 조건 선정 등 선행 해석을 수행하고 최적조건을 도출하였다. 또한, 해석모델의 검증을 위해 마그네슘 합금의 맞대기 마찰교반용접 시 용접부 중앙에서의 온도를 측정하였다. 유한요소해석 결과 마찰교반용접부의 온도에 영향을 미치는 주요변수의 기여도는 회전속도가 이송속도보다 더 높은 것으로 판단된다. 또한, 용접부 중심에서의 실측 온도와 유한요소해석 결과 사이에 5.4% - 7.7% 수준의 오차 내에서 잘 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1931-1938
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• 2012

이 연구에서는 포항철강공단 주변지역의 보건 환경질 개선을 위해 대기측정망의 설치 위치가 적정한지를 평가하였다. 대기 유동장을 분석한 결과, 대송면(제 1 상세 바람권역)과 장흥동(제 3 상세 바람권역)의 경우 대기측정망의 위치가 적정한 것으로 나타났다. 그러나 대도동과 죽도동에 설치된 대기측정망은 동일바람권역에 존재하고 있어 중복 측정을 하고 있는 것으로 판단된다. 향후 포항시 인구의 50% 이상이 거주하고 있는 북구 지역에는 추가적으로 대기측정망을 설치할 것을 제언한다. 대기오염물질 농도 분포를 분석한 결과, $PM_{10}$의 경우 장흥동 지역이 다른 지역에 비해 높은 농도를 보였고 $O_3$의 경우에는 대송면지역에서 높게 나타났다. 대상지역 주민들의 생활건강에 악영향을 유발하는 $PM_{10}$과 $O_3$에 대한 적극적인 관리가 필요한 시점으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.87-94
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• 2008

공초점 내시 현미경의 경우 살아있는(in vivo) 동물체들의 뇌 속에서의 암세포나 특정 세포를 분석할 수 있으며, 비 침습적으로 얻을 수 있는 기술과 동시에 실시간으로 암을 검출할 수 있는 장점이 있다. 공초점 내시 현미경의 경우 최소 직경과 고 분해능을 요하게 된다. 본 논문은 최소 직경을 가지는 GRIN 렌즈와 유동적으로 움직일 수 있는 광섬유 다발을 연결시킴으로써 보다 측정에 용이하도록 하였다. 직경이 1 mm이고 수치구경이 0.5이며 pitch가 0.25인 GRIN렌즈를 사용하였으며, 광섬유 다발은 30,000개의 코어로 구성된 유동적인 광섬유 다발을 사용하였다. 본 논문은 GRIN 렌즈에 의해서 발생되었던 구면수차는 광학보상자를 이용하여 보정하였다. 그 결과 설계되어진 공초점 내시 현미경 대물렌즈의 경우 종 분해능은 $1.63\;{\mu}m$이고 축상물점과 비축물점에서의 에너지 분포가 100%일 때 각각의 spot size는 축상물점에서 $0.3\;{\mu}m$ 비축물점에서 $0.83\;{\mu}m$의 결과를 얻었으며 보다 값싸고 제작에 용이한 양산 비구면 렌즈로 대체 구현된 결과에서는 종 분해능이 $1.74\;{\mu}m$이고, 축상 물점에 대한 spot size는 $1.1\;{\mu}m$이고 비축물점에서는 spot size가 $2.94\;{\mu}m$로 설계되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권1호
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• pp.10-19
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• 2014

항공기 추진 시스템의 IR 피탐지성은 노즐형상 및 대기조건에 큰 영향을 받게 된다. 그 영향성을 분석하기 위해 대표적 스텔스 무인 항공기와 그 추진 시스템의 형상변형 수축노즐을 고려하였다. 먼저 압축성 CFD 코드를 이용하여 IR 신호 계산에 필요한 열유동장 및 노즐표면 온도 정보를 산출하였다. 플룸 IR 신호를 계산해 본 결과 축방향 신호수준은 상당히 감소하는 반면, 노즐의 좌우 측면에서는 노즐의 가로세로비 증가로 인해 플룸이 좌우로 확장되어 특정 가로세로비에서 상대적으로 증가된 플룸 IR 신호가 발생함을 확인하였다. 다음으로 LOWTRAN 7 코드와 연계하여 계절 및 관측거리 변화에 따른 대기 투과율을 분석하고 그 결과를 바탕으로 대기효과가 고려된 플룸 IR 신호를 계산하였다. 계산결과 계절이 여름일 경우와 비교적 근접의 관측거리에서 이산화탄소 밴드에서 IR 신호가 현저히 감소하는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.757-764
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• 2019

수중에서 빠른 속도로 운동하는 물체 주변에서 감압이 발생하며, 이로 인해 공동 핵이 팽창함으로써 캐비테이션이 발생한다. 캐비테이션이 발생하게 되면 소음 및 진동이 증가하며, 추진기의 경우 추진 성능이 저해되는 악영향을 초래하기 때문에 이에 대한 예측이 필요하다. 본 연구에서는, 캐비테이션 발생으로 인한 공동소음의 해석절차를 정립하고, 타원형 날개에 적용하였다. 먼저 전산유체역학해석을 수행하여, 날개 형상 주위 유동장 정보를 도출하였다. 공동 핵 밀도 함수를 활용하여, 핵의 초기 반경 별로 개수를 계산하였고 이들을 압력 강하가 큰 날개 끝 전류에 랜덤하게 배치하였다. 이후 공동소음 해석을 위해 각각의 핵에 대하여 Lagrangian 관점에서 버블 다이나믹스를 활용하였고, 계산된 공동의 거동으로부터 소음해석을 수행하였다. 공동소음은 광대역 소음의 특성을 가지는 것을 확인하였으며, 최종적으로 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 실험 계측결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.217-225
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• 2017

본 연구는 국내 외 풍동기관들의 정적 공력측정 결과의 상호 비교검증 및 EFD-CFD 검증을 위해 수행되었다. 공군사관학교에서는 NRC 모델 기반 표준 동안정 모델을 제작하여 정적 특성을 측정하고, 풍동시험의 정확성 검증을 위하여 한국항공우주연구원 및 NRC에서 측정된 정적 공력측정 데이터를 상호 비교하였다. 또한 풍동시험 결과를 전산해석 결과와 비교하였으며 전산해석 유동장에서 분석된 오차원인을 확인하기 위하여 스트레이크 영향성을 검토하였다. 그 결과, EFD-CFD 간 피칭모멘트의 경향성이 상이하였으며, 스트레이크 효과는 크게 나타나지 않았다. 따라서 후방 지지대, 표준 동안정 모델의 흡입구에서 발생하는 와류에 의한 오차 분석과 전산해석의 격자해상도 재구성 등의 추가연구 진행이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권9호
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• pp.859-866
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• 2010

대향류 확산화염에서 확산-전도 불안정성에 의한 맥동불안정성의 비선형 거동을 수치 해석적으로 연구하였다. Lewis 수를 1보다 충분히 크게 두고 일차원 준정상상태의 화염의 해로부터 Damkohler 수를 섭동시켜 시간에 따른 화염의 전개를 계산하였다. 맥동 불안정성에 의한 비선형 화염전개는 세 가지 다른 형태, 즉 교란이 점점 감소되는 경우, 교란이 증폭되어 안정된 주기적 진동이 일어나는 경우, 그리고 교란이 계속 증폭되어 화염이 소염되는 경우 등으로 나타났다. 스트레치를 받지 않는 화염의 결과와 달리 대향류 유동장의 화염에서는 안정된 한계순환 맥동 불안정이 존재하였다. 세 가지 다른 형태의 화염 전개를 보이는 임계 Damkohler 수를 계산하여 동적 소염이 일어나는 영역을 표시하였고, 이는 층류소화염의 국소소염 계산에 이용될 수 있다. 불안정성이 나타나는 갈래질의 구조는 초임계 및 임계이하 Hopf 갈래질로 나타났다. 특정한 Damkohler 수의 영역에서 안정된 한계 순환 갈래질이 나타났으며, 화염온도가 증가함에 따라 영역이 축소되어 안정된 한계순환이 일어나는 영역은 사라지고 불안정한 한계순환 갈래질이 나타났다. 안정된 한계순환 영역이 확장되는 영역이 존재하며, 이는 단순한 한계순환 불안정성이 주기배증에 의한 Rossler 갈래질이 나타나면서 한계 영역이 확장되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.215-223
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• 2010

진주만에서 계절별 해수순환구조의 특성을 해석하기 위해 진주만의 서쪽인 노량수로와 동쪽인 대방수로에서 해수유동을 2005년부터 2008년까지 장기간 관측하였다. 진주만의 해수유동은 주로 노량수로와 대방수로를 통한 해수교환에 의해 지배된다. 동계 노량수로의 표층에서 조류는 광양만에서 동쪽인 진주만으로 유입하는 흐름이 발생하고, 저층에서는 진주만에서 서쪽인 광양만으로 유출하는 흐름이 발생하고 있다. 하계 노량수로의 표층에서 조류는 진주만에서 서쪽인 광양만으로 유출하는 흐름이 발생하고 있다. 즉, 노량수로에서 해수순환은 전형적인 열염분순환 형태를 보여주고 있다. 춘계 동-대방수로의 표층에서 조류는 진주만에서 외해로 유출하는 중력순환류가 발생하고 있다. 그러나, 하계 서-대방수로에서는 전층에 걸쳐 진주만내로 유입하는 흐름 양상을 보여주고 있다. 유속의 크기는 서-대방수로에서 유속이 동-대방수로에서 유속보다 약 50~70 cm/sec 정도 크게 나타났다. 노량수로와 대방수로에서 계절별 해수순환 패턴을 보다 정확하게 해석하기 위해서는 현장관측과 3차원 수치모형실험에 관한 상세한 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.