• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.215-216
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• 2010

본 논문에서는 재귀 부분 구조 합성법을 이용하여 유체와 고체가 연성된 구조물에 대한 거동을 해석하였다. 이 방법은 일반적으로 널리 사용하는 랜쵸스 방법과 비교하여 몇 배나 빠른 계산 결과 시간에 문제를 풀었음에도 거의 동일한 해를 얻을 수 있는 장점이 있다.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.20-27
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• 1991

본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.28 no.2
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• pp.377-384
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• 2022

Vortex-induced vibration (VIV) occurs owing to the vortex generated from the back side of the appendages of ships and submarines during operation. Recently, the importance of high-order modes (HOMs) vibration and fatigue failure has become increasingly emphasized by increasing the speed of ships and the size of structures. In addition, predicting the vibration of HOMs is significantly necessary as the VIV becomes stronger in the fast flow speed condition than in the low flow speed condition. This study introduces a methodology according to HOMs hybrid Fluid Structure Interaction (FSI) for predicting the HOMs VIV on the hydrofoils. The HOMs FSI system is verified by comparing the VIV results from the FSI simulation with the experimental results. Finally, the effectiveness of the HOMs FSI is determined by applying the maximum von-Mises stress obtained from the VIV on the hydrofoil to the S-N curve released from Det Norske Veritas (DNV). VIV results from the HOMs FSI include the lock-in characteristics as well as a significant increase of more than 10 times compared with that of low-order modes (LOMs) FSI. In the future works, advanced studies will be required for improving cantilever boundary conditions and the shape of hydrofoils.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.12
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• pp.1359-1365
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• 2014

In this study, 1-way fluid structure interaction analysis(FSI) for the shutter, component of side jet thruster was performed to evaluate the safety. Driving torque to open nozzle, thermal and high pressure load of hot gas was applied to shutter. Thus, the shutter must be designed to endure this load during combustion. We carried out computational fluid dynamics analysis to obtain the pressure, temperature, and heat transfer coefficient of hot gas of side jet thruster. We then used the data as the load condition for a thermal structural analysis using a mapping method. The locations with the maximum stress and temperature distributions were found. We compared the maximum stress with the tensile stress of shutter material according to temperature to evaluate the safety. We also analyzed the radial deformation of the shutter to set the proper interface gap with the side jet thruster parts.

• Journal of the KSME
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• v.56 no.12
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• pp.46-50
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• 2016

이 글에서는 유연한 수중 동물들의 다양한 추진 및 감각 기관의 형태와 기능을 이해하기 위한 유체-구조 상호작용 연구와 이를 기반으로 한 자연모사 공학 응용에 대해 소개하고자 한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.68-74
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• 2011

Recently, thanks to the advanced computational power and numerical methods, it is made possible to analyze the flow around moving bodies using computational fluid dynamics techniques. In those simulations, moving mesh techniques should be able to represent both the body motion and boundary deformation, which are frequently encountered in fluid-structure interaction and/or six degree-of-freedom problems. In the present study, the staggered loosely coupling algorithm was used for fluid-structure interaction and the Laplacian operator based technique was used for moving mesh. For the verification of the developed computational method, the flow around a two-dimensional cylinder was simulated and analyzed.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.10 no.4
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• pp.1-10
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• 2016

This study analyzes the fabric skin of a wind turbine blade. The fabric skin is a membrane structure that was analyzed using a static Fluid Structure Interaction (FSI) method. For this study the blade of large 5 MW wind turbine was selected. In order to examine the validity of the analysis, a variety of reference data were used. Before conducting static FSI analysis, a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis and modal analysis were done. Then interaction analysis was conducted. FSI analysis was done with imported Aerodynamic data that resulted from the CFD analysis. The resulting observations about the membrane structure, inherent tensions, deformation of the final structure, and aerodynamic forces caused by deformation are reported.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.17 no.1
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• pp.20-26
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• 2014

It is essential to consider the effect of blade deformation in order to design a better tidal stream turbine being operated in off-design condition. Flow load causes deformation on the blade, and the deformation affects the turbine performance. In the present study, CFD analysis procedures were developed to predict open water performance of horizontal axis tidal stream turbine (HATST). The developed procedures were verified by comparing the results with existing experimental results. Fluid-structure interaction (FSI) analysis method, based on the verified CFD procedure, have been carried out to estimate the turbine performance for a turbine with flexible composite blades, and then the results were compared with those for rigid blades.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.11 no.4
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• pp.86-92
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• 2008

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.121-122
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• 2008

In this paper, computational analysis on the steady-state and transient behaviors of the valve system is discussed. Fluid-structure interaction (FSI) is taken into account using ADINA software. The computational results are experimentally validated.