• 한국항공우주학회지
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• 제38권1호
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• pp.73-79
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• 2010

추진제탱크 가압용 인젝터는 액체추진기관 발사체의 가압시스템에서 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 유속을 감소시키고 이를 적절히 분산시키기 위해 사용된다. 인젝터의 형상에 따라 추진제탱크 내부 얼리지의 온도분포가 달라지게 되는데, 이것은 가압가스 소모량과 추진제탱크 내의 열적인 현상들에 영향을 미친다. 본 논문에서는 추진제탱크 얼리지가 성층화된 온도분포를 가질 수 있도록 하는 디퓨저 형상의 인젝터에 대하여 출구 유동형태를 살펴보았다. 입자영상유속계 기법을 이용하여 제작된 인젝터 출구에서의 가압가스 유동을 가시화하였고, 이를 CFD 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였고, 이것을 추진제탱크 얼리지 해석에 있어 입구조건으로 사용하여 얼리지의 상태를 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.905-911
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• 2017

공기와 물을 사용하여 인젝터의 위치와 운동량 플럭스 비가 수직유동이 횡단유동장내의 수직분사 제트에 미치는 영향을 정성적으로 연구하고 도시하였다. 운동량 플럭스 비를 고정하고 인젝터 홀의 위치를 변화시키고 역으로 인젝터 홀의 위치를 고정하고 운동량 플럭스 비를 변화시켰다. 이미지 가시화는 고속카메라를 이용하여 Shadowgraph 기법을 사용하였다. 가시화된 이미지는 밀도구배강도 이미지를 통하여 분무의 차이를 비교하였다. 장치의 x/d가 증가할수록 제트의 분열 높이가 낮아지며 분무 각도 또한 감소하는 것을 관측하였다. x/d가 0일 때는 어떠한 운동량 플럭스 비에서도 분무가 바닥과 천장에 닿게 되는 결과를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.88-96
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• 2018

공기와 물을 사용하여 인젝터의 위치와 운동량 플럭스 비가 수직유동이 횡단유동장내의 수직 분사 제트에 미치는 영향을 정성적으로 연구하고 도시하였다. 운동량 플럭스 비를 고정하고 인젝터 홀의 위치를 변화시킨 후 역으로 인젝터 홀의 위치를 고정하고 운동량 플럭스 비를 변화시켰다. 이미지 가시화는 고속카메라를 이용하여 Shadowgraph 기법을 사용하였다. 가시화된 이미지는 밀도구배강도 이미지를 통하여 분무의 차이가 비교되었다. 장치의 x/d가 증가할수록 액주 기둥의 높이가 낮아지는 것을 확인하였다. x/d가 0일 때는 어떤 운동량 플럭스 비에서도 분무가 바닥 또는 천장에 닿게 되는 결과를 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1630-1638
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• 2015

본 논문은 SPH에 의한 토사 유체 유동 시뮬레이션 결과를 GPU 병렬처리를 통해 사실적이고 인터랙티브가 가능한 실시간 가시화 방법을 제안한다. 특히, 본 논문에서는 스크린 공간 메쉬기법의 GPU 가속화를 통해 토사 재해 시뮬레이션에 적용 가능한 가시화 방법을 실험을 통해 검증하고 그 타당성을 논하고자 한다. 본 논문의 기법은 시행착오를 통해 축적된 경험에 근거하여 예측하던 기본 방식의 한계를 극복할 수 있게 한다. 실시간 시뮬레이션을 통해 상호작용적 방식으로 모델을 관찰할 수 있게 하며, 효율적인 데이터 동화(Data Assimilation)를 가능하게 하여 시뮬레이션의 정확도를 효율적인 방법으로 대폭 개선할 수 있을 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.9-16
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• 2019

초음속 유동이 흐르는 후향 계단에서 액체 제트가 수직으로 분사되는 유동의 혼합 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 작동 유체는 질소와 물을 사용하였다. 쉐도우그래프 기법을 사용하여 유동을 가시화하였으며, 초고속 카메라로 촬영된 영상은 시간 평균화 처리를 통해 분석에 사용하였다. 액체 제트의 주입구는 초음속 질소가스 유동에 의해 생성되는 재순환 영역 내부에 위치하며 유동방향에 수직하게 분사된다. 실험 조건은 질소가스 챔버와 액체 가압탱크의 압력에 따라 나누었다. 각 실험 조건에서 분사된 액체 제트의 침투 깊이와 마하 디스크의 생성 위치의 변화를 관찰하였으며, 운동량비에 따른 유동의 구조 변화에 대해 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.477-482
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• 2009

로켓노즐 유동은 성능에 대단히 중요한 영향을 미치나, 고온 고압의 가스 유동 특성으로 직접적인 측정이 매우 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해 수력학적 상사(hydraulic analogy)기법이 개발되었으며, 본 연구에서는 고온 고압의 로켓 노즐 유동에 대한 수력학적 상사의 적용 가능성이 시험되었다. 로켓 모타의 축대칭 De Laval 노즐 내부 유동현상에 관한 연구가 수력학적 상사를 이용하여 설계된 2차원 수문형 시험장치(2-D Sluice-Type Water-Table)에서 수행되었다. 정량적인 시험을 위해서는 $k{\neq}2$인 기체 유동에 대한 비상사성 문제 해결이 필요하며, 본 연구에서는 시험대를 경사시켜 유동방향 중력가속도 영향을 감소시킴으로서 점성에 의한 비상사성 문제 해결을 시도하였다. 유동 가시화를 통해 수력학 상사에 대한 이해를 깊이할 수 있었으며, 수력학적 상사 실험(2차원 등엔트로피 유동)의 관련 분야에 대한 다양한 적용 가능성이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.363-367
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• 2016

본 연구는 마하수 2.5의 초음속 영역에서 마하수 1.0의 슬롯 분사가 있는 후향계단 형상에 대한 유동장 특성을 분석하기 위하여 초음속풍동 시험부를 설계, 제작하였다. 비행체가 고속으로 움직일 때 공동 주위의 유동은 매우 복잡하여 수치해석 결과를 검증할 초음속풍동 시험 자료가 필요하기 때문에 기존의 2차원 대칭형 노즐을 아랫면이 평판인 비대칭형 노즐로 수정하였다. 특성곡선해법을 이용한 비점성 노즐을 설계하고, 시험을 통해 얻은 경계층 두께를 노즐에 반영하여 보정한 기법을 C 언어로 프로그래밍하여 얻은 결과를 수치해석 결과와 비교하여 검증하였다. 슬롯 분사 시 지속적인 유동장 변화 분석을 위한 초음속 유지시간 확보를 위해 저장탱크의 압력 변화에 따른 PID 제어프로그램 수정으로 초음속 유동 유지시간을 약 5초에서 약 6초로 1초 정도 연장하여 제어 효율을 향상하였고, 슬롯 분사가 있는 후향계단에서의 유동장 변화를 슐리렌장치로 가시화하여 복잡한 유동장 특성을 확인하였다. 향후 슬롯 분사의 속도와 유량, 유동장의 온도를 변화하여 공동에서의 막냉각 효과 분석을 위한 장비로 사용할 계획이다.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.1-8
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• 2016

저온환경에서 석유생산이 이루어질 경우 유동관, 라이저와 같은 석유생산시스템 내에서 온도에 민감한 왁스 고형물이 빈번히 집적되어 석유 이송을 방해하거나 배관을 막아 유동안정성 확보를 위한 시간 소모와 경제적 손실이 발생할 수 있다. 이러한 왁스 집적 문제를 제어하기 위해 오일 내 왁스가 처음 석출되기 시작하는 온도인 왁스생성온도를 사전에 파악하는 것이 중요하다. 기존 왁스생성온도 표준측정법은 왁스결정 석출로 인하여 변하는 시료의 혼탁도를 육안으로 확인하는 한계가 있으며, 오일의 연속적인 온도변화를 측정하기 어려워 정확도가 낮다. 이 연구에서는 오일의 왁스생성온도를 정확하게 측정하고자 왁스생성온도 측정 가시화 실험시스템을 통해 시간에 따라 온도를 감소시키며 왁스생성거동을 촬영하였다. 또한 영상 처리기법으로 투명 오일시료의 명도변화를 분석하여 왁스생성온도를 측정하였으며, 이를 표준측정법의 결과와 비교분석하였다.

• 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.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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• pp.320-322
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• 2012

코 내부의 복잡한 기하학적 형상으로 인해 nasal airway의 분리는 많은 어려움을 겪고 있다. 본 논문은 velocimetry of nasal airflow 와 코 수술 계획을 위하여 3차원 공간에서 nasal airway를 interactive semiautomatic으로 분리하고 시각화하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 ROI(Region-Of-Interest)와 multi-seed 3d region growing(MS3RG)기법을 적용하여 비강을 분리하며 볼륨렌더링 기법을 이용하여 분리된 영역을 3차원 공간에서 직관적으로 확인 할 수 있다. 또한 분리된 3차원 비강 모델은 유동흐름 실험을 위하여 3차원 프린터를 통해 실제 모형으로 제작 가능하다. 그리하여 CT dataset(512*512*175)을 가지고 매뉴얼 세그멘테이션에서 5시간 정도 걸리던 작업을 반자동 세그멘테이션 방법을 이용할 경우 최대 3분 이내에 분리 작업을 완료할 수 있으며 수치해석 실험 및 물리 실험에 이용할 수 있다.