• 대한기계학회논문집B
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• 제25권4호
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• pp.593-599
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• 2001

A flow analysis is performed in the present study for the moving body problem by proposing a mesh transformation method for the movement of the body in the fluid medium. Unlike other moving mesh techniques, a mesh itself is not moving but changes its property as time marches in a mesh transformation method. The flow field results are compared with those by other moving mesh technique, and showed good agreements. The movement of a floatable body in the flow field caused by the moving body is also studied in the present study by using a mesh transformation technique and a fluid/structure interaction method.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.229-235
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• 2013

유연한 혈관벽을 가진 경동맥 분지관을 흐르는 혈액의 유동을 해석하기 위하여 비정상상태, 비압축성, 뉴턴 유체를 가정한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 유체영역은 P2P1 유한요소를 사용하였으며, 격자의 움직임을 모사하기 위하여 arbitrary Lagrangian-Eulerian 기법을 적용하였다. Newmark 관계식을 이용하여 고체영역의 선형탄성 방정식의 변수들을 속도에 관한 방정식으로 간략화하였으며, 유체와 고체의 운동에 관하여 완전 결합된 공식을 얻었다. 맥동의 한 주기 동안에 혈관벽의 유연성이 유동장에 큰 영향을 미치며, 경동맥 분지각이 커짐에 따라 경동맥 공동에서 유동장의 정체영역이 더 넓게 분포한다는 연구결과를 얻었다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.1-7
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• 2002

추진기관은 노즐을 통해 추력을 발생하며 축소-확대 형상의 초음속 노즐에서는 노즐의 설계 팽창비가 내부 유동의 전압력과 배압의 압력비보다 매우 클 때 충격파의 발생과 함께 경계층 박리를 유발한다. 노즐 내부에서의 충격파 발생과 유동의 박리는 주어진 유동의 압력비에 가장 적합한 노즐형상을 구현하는 것으로 실제의 구조적 노즐의 형상보다 짧은 노즐에서 나타나는 유동과 같은 현상을 보인다. 수치 해석적 방법으로 고정된 형상의 2차원 노즐 내부의 충격파와 경계층 박리 현상에 관한 연구를 수행하였고 Hunter가 행한 실험적 연구와 비교하였다. 수치해석은 TVD 기법을 이용한 압축성 유체 해석 코드와 SST 2방정식 난류 모델을 이용하여 수행되었다. 낮은 압력비에서의 충격파와 경계층과의 상호작용에 의한 $\lambda$형태의 충격파 시스템을 잘 보여주고 있고 추력 값의 비교를 통해 고정된 형상의 노즐을 이용하여 필요한 운용범위를 충족할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.21-24
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• 2008

The present study numerically investigates the glottal airflow characteristics as well as acoustic features of phonation fully coupled with dynamic behavior of vocal folds. The vocal folds are described by a low-dimensional body-covered model characterized by bio-mechanical parameters such as glottal width, vocal folds stiffness, and subglottal pressure. The flow in the vocal tract is modeled as an incompressible, axisymmetric form of the Navier-Stokes equations (INS), while the acoustic field is predicted by the linearized perturbed compressible equations (LPCE). The computed result shows that a two-mass model of vocal folds is sufficient to reproduce temporal variations in oral airflow and glottis motion produced by female speakers. It is also found that i) the glottal width has a significant effect on the amplitude of glottal flow, and thus on the amplitude of acoustic wave in the vocal tract, ii) the vocal fold tension is the main control parameter for the fundamental frequency of phonation, iii) the subglottal pressure plays an appreciable role on reproduction of the self-sustained oscillation of vocal folds, and iv) the strength of pulsating airflow and vortical structures are primarily affected by glottal width and subglottal pressure, and are closely related to pitch, loudness, and voice quality. Finally, more comprehensive explanation about the difference between one- and two-mass models is presented with discussion of effectiveness of vocal folds oscillation and voice quality.

• 한국가시화정보학회지
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• 제13권2호
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• pp.28-32
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• 2015

Blood flow simulations in an realistic carotid bifurcation model with considering wall compliance were carried out to investigate the effect of wall elasticity on the wall shear stress and wall solid stress. Canonical waveforms of flow rates and pressure in carotid arteries were imposed for boundary conditions. Compared to a rigid wall model, we found an increased recirculation region at the carotid bulb and an overall reduction of wall shear stress in a compliant model. Additionally, there was appreciable change of flow rate and pressure wave in longitudinal direction. Both solid and wall shear stress concentration occur at the bifurcation apex.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권11호
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• pp.873-881
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• 2002

The fluid induced vibration (FIV) phenomena of an equivalent airfoil system of MAV have been investigated in low Reynolds number flow region. Unsteady flows with viscosity are computed using two-dimensional incompressible Navier-Stokes equations. The present fluid/structure interaction analysis is based on one of the most accurate computational approach with computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) techniques. The highly nonlinear fluid/structure interaction phenomena due to severe flow separations have been analyzed for the low Reynolds region that has a dominancy of flow viscosity. The effects of Reynolds number and initial angle of attack on the fluid/structure coupled vibration instability are shown and the qualitative trend of FIV phenomenon is investigated.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.16-16
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• 1999

램 가속기 탄체 형상에 따른 가속 특성에 대한 연구는 열적 질식 모드에 대하여 Washington 대학, ISL 연구소 등에서 실험적으로 수행되어 졌으나 초폭굉 연소 모드에 대해서는 아직 미비한 실정이다. 초폭굉 연소 모드 램 가속기의 기본적인 탄체 형상은 원추-원통-원추로 이루어진 형상으로 탄체 전면에 형성된 경사 충격파가 탄체와 가속기 사이에서 반사되며 데토네이션파를 발생시켜 가속하게 된다. 탄체의 형상에 따라서 탄체 주위에 형성되는 충격파 구조는 차이를 나타내게 되고 발생되는 데토네이션파의 위치와 강도를 따라서 탄체의 가속특성은 상당한 차이를 나타낸다. 기본적으로 탄 체의 전면 형상은 경사 충격파의 강도와 단체 주위의 유동장의 특성을 결정하는 주요 요인이고 이에 따라 데토네이션파의 형성과 안정화 역시 결정되어 탄체의 가속 특성을 결정짓는다. 또한 데토네이션파를 임의의 위치에 형성하기 위해 이중 원추형상의 충격파-충격파 상호작용을 이용하여 데토네이션파를 발생시켜 탄체를 가속시킨다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.15-22
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• 2018

7개의 방정식으로 구성된 DIM을 사용하여 압축성 다상 유동에 대해 연구하였다. 액체와 기체의 상세한 경계면 유동 구조를 얻기 위해 5 차의 MLP와 변형된 HLLC 근사 리만 해법을 포함하는 고차 수치기법이 구현되었다. 수치 방법의 유효성 검증을 위해 물과 공기로 구성된 다양한 1차원 충격관 문제를 해석하였고, 불연속면에 대해 뛰어난 해상도를 얻을 수 있었다. 마하수 1.22의 충격파 조건에서의 2차원 공기-헬륨 기포에 대한 충격파 상호 작용을 수치 해석하였고, 충격파 현상들을 잘 모사하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.735-742
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• 2019

이온 선택성 표면이 가지는 파상구조와 전기와류 불안정성 간의 전기동역학적 상호작용을 수치해석을 통하여 연구하였다. 유한요소법을 이용하여 전기장-이온 이동현상-유동장을 완전결합 해석을 하였다. 이를 통해 파상구조가 제공하는 전기와류 생성 기작인 Dukhin's mode의 유효성 및 역할을 제시하였다. Runinstein's mode와 경쟁관계에 놓이는 Dukhin's mode는 (i) 과한계 영역으로의 전이 전압을 낮춰주고 (ii) 혼돈계인 과한계 영역에서 전류를 비선형적으로 증가시켜준다. 또한, (iii) 전기와류 불안정성에서 발생하는 비효율적 혼합의 원인인 고주파수 Fourier 성분을 배제하여 전기와류의 혼합 효율을 상승시켜 준다. 결론적으로, 본 연구에서 제시한 기작은 전기투석, 화학전지 등의 이온 선택성 이동현상 시스템에 대한 에너지 효율적인 기작으로 활용 가능할 것이다.