• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.53-54
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• 2006

Experimental analyses on the Hydroelastic Flow-Structure Interactions on pulsed impinged jet is measured with the FSIMS(Flow-Structure Interaction Measurement System. The nozzle diameter is D=15mm and two major experiments have been carried out for the cases of the distance between the nozzle tip to the elastic wall is 6.0. The pulsed jets were controlled by a solenoid valve and were impinged onto an elastic plate (material: silicon, diameter: 350mm, thickness: 0.5mm, hardness: 15). The Reynolds numbers were 20,000 and 24,000 when the jets were impinged with the volume velocities. The results showed that the elastic plate moved slightly to the opposite direction of the jet direction at the time of valve opening. It has been shown that the vortices travelling over the surface of the wall made the elastic wall distorted locally due to a vector forces between rotating forces of the vortex and a newly-incoming flow.

• 동력기계공학회지
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• 제9권4호
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• pp.71-76
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• 2005

Marine structures are often in contact with inner or outer fluid as stern, ballast and oil tanks. The effect of interaction between fluid and structure has to be taken into consideration when we estimate the dynamic response of the structure appropriately. Fatigue damages can also be sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance. Thin walled tank structures in ships which are in contact with water and located near engine or propeller where vibration characteristics are strongly affected by the added mass of containing water. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration characteristics of tank structures. But it is difficult to estimate exactly the magnitude of the added mass because this is a fluid-structure interaction problem and is affected by the free surface, vibration modes of structural panels and the depth of water. I have developed a numerical tool of vibration analysis of 3-dimensional tank structure using finite elements for plates and boundary elements for fluid region. In the present study, the effect of added mass of containing water, the effect of structural constraint between panels on the vibration characteristics are investigated numerically and discussed. Especially a natural frequencies by the fluid interaction between 2 panels and a breath mode of the water tank are focused on.

• 한국해양공학회지
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• 제27권2호
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• pp.53-58
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• 2013

Recently, some fluid-structure interaction (FSI) problems involving the fluid impact loads interacting with structures, such as sloshing, slamming, green-water, etc., have been considered, especially in the ocean engineering field. The governing equations for both an elastic solid model and flow model were originally derived from similar continuum mechanics principles. In this study, an elastic model based on a particle method, the MPS method, was developed for simulating the FSI problems. The developed model was first applied to a simple cantilever deflection problem for verification. Then, the model was coupled with the fluid flow model, the PNU (Pusan National University modified)-MPS method, and applied to the numerical investigation of the coupling effects between a cantilever and a mass of water, which has variable density, free-falling to the end of the cantilever.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권5호
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• pp.54-68
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• 2018

본 논문에서는 소형 압전유압펌프에 적용된 체크밸브의 동적 특성이 유량 형성에 미치는 효과에 대한 연구를 수행하였다. 브레이크 시스템 작동을 위한 부하 압력의 형성을 위해서는 압전유압펌프의 유량이 중요한 요소이다. 이때, 유체 내에서 작동하는 체크밸브의 고유 진동수는 압전 유압펌프의 유량 형성에 큰 영향을 미친다. 또한, 체크밸브의 고유 진동수는 체크밸브와 펌프 시트 사이의 간격에 영향을 받는다. 이를 고려하여 본 연구에서는 체크밸브와 펌프 시트 사이의 간격에 따른 체크밸브의 고유진동수를 유체-구조 연성 해석을 통해 산출하였다. 시뮬레이션을 통해 얻은 유량은 개발된 압전유압펌프를 이용한 유량 형성 실험과의 비교를 통해 검증하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.31-36
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• 2016

Hydraulic actuator is a primary component of the hydraulic valve systems. In this study, the thrust performance of hydraulic actuator was studied with different values of viscosity of hydraulic oil and rod diameter. Numerical analysis was performed using the commercial CFD code, ANSYS with 2-way FSI(Fluid-Structure Interaction) method and $k-{\varepsilon}$ turbulent model. Results show that increase in viscosity of hydraulic oil reduces the thrust of hydraulic actuator. In order to satisfy the output required of the actuator, it is necessary to compensate for the operating pressure. The results of pressure, velocity and thrust efficiency distributions in the hydraulic actuator were graphically depicted.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.5-11
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• 2015

Ocean waves have huge amounts of energy, even larger than wind or solar, which can be extracted by some mechanical device. This can be done by creating a system of reacting forces, in which two or more bodies move relative to each other, while at least one body interacts with the waves. This moves the floater up and down. The floaters are connected to an arm structure, which are mounted on a fixed hull structure. Hence, the structure of the floater is very important. A static structural analysis with FSI (Fluid-Structure Interaction) analysis is conducted. To achieve the pressure load for the FSI analysis, the floater is simulated on a wave generator using rigid body motion. The structural analysis is done to examine the stresses on the whole system, and four types of flange and floater are optimized. The result shows that the structure of floater with wood support is the safest.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.57.1-57.1
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• 2011

본 논문에서는 소음을 저감하고 구조적 안전도를 향상시키기 위하여 10kW급 소형 복합재 풍력터빈 블레이드를 해석, 설계하였다. 풍력터빈 블레이드 설계의 기본 사항에 맞추어 블레이드의 스팬 길이는 약 4m, 중량은 30kg 내외가 되도록 설정하였다. 풍력발전기용 블레이드는 경량화가 중요하므로 유리섬유복합재 (glass fiber reinforce pastics), 탄소섬유복합재 (carbon fiber reinforced plastics)가 사용되었다. 본 설계에서는 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD(UIN150c), E-glass 등을 사용하였다. 상용 유한요소 프로그램인 NASTRAN을 이용해 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD (UIN150c)의 탄소섬유복합재만으로 구성된 블레이드 구조해석을 수행한 결과 중량 조건 및 강도의 안전도는 충족되었으나, 높은 가격을 감안하여 E-glass와 조합하여 블레이드를 재설계할 예정이다. 이번 설계는 소형 풍력발전용 블레이드 설계이므로 좌굴은 고려하지 않았으며, 향후 필요에 따라서 좌굴 및 피로해석도 수행하여 검증할 예정이다. 그리고 블레이드가 복합재로 구성되면 감쇠력이 감소할 가능성이 있다. 탄소섬유복합재로만 구성된 블레이드 구조해석에서도 최대 40cm의 변형이 예측되었으며, 감쇠값 저하 문제도 고려하여야 될 것 같아 BEMT (Blade Element Momentum Theory) 공력모델을 이용해 구조-유체 연성 결합 해석을 수행할 계획이다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2001

유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.556-561
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• 2001

In order to investigate the vibration characteristics of fluid-structure interaction problem, we modeled two rectangular identical plates coupled with bounded fluid. The fixed boundary condition along the plate edges and an ideal fluid were assumed. An experimental modal analysis in order to extract the modal parameters of the system was performed. Finite element analysis was performed using ANSYS to verify modal parameters and analytic results were compared with experimental results. As a result, comparison of experiment and FEM showed good agreement and the transverse vibration modes, in-phase and out of-phase, were observed alternately in the fluid-coupled system. The effect of distance between two rectangular plates on the fluid-coupled natural frequency was investigated.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권3호
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• pp.185-195
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• 2021

본 연구의 날갯짓 초소형 비행체는 실제 생명체의 날개를 모방하여, 매우 유연한 재질의 캠버날개를 활용한다. 캠버 날개는 생명체와 유사하게 앞전, 시맥, 박막과 같이 특성이 서로 다른 세가지 재질로 구성되어 있고 다양한 방식으로 구속되어 있다. 날개의 유연성을 활용한 수동 회전(passive rotation) 방식은 앞전과 시맥의 재질이 날갯짓 궤적에 매우 큰 영향을 미치는 요소이기 때문에 적절한 유연성을 갖는 재질의 선정이 필수적이다. 이러한 날개의 재질들과 복잡한 형상을 사실적으로 모델링하여 정밀하게 해석할 수 있는 유체-구조 연성해석 프로그램을 개발하고, 날개의 앞전과 시맥의 탄성 계수의 변화에 따른 공력탄성학 효과를 정밀하게 분석하였다. 결과적으로 재료의 탄성 계수 변화만으로도 날개의 비틀림각 궤적을 적절히 발생시킴으로써 날갯짓 비행체의 추력 및 효율을 크게 증가시킬 수 있음을 보였다.