• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.98-98
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• 2019

중력류 또는 밀도류는 주변 유체에 비해 상대적으로 밀도가 큰 유체가 밀도차에 의한 추진력으로 흐르는 것이다. 중력류의 수치모델링에는 두 가지 어려움이 있다. 즉, 적합한 지배방정식을 구성하여 적용하는 것 그리고 난류의 영향을 합리적으로 반영하는 것이다. 기존 중력류 해석을 위한 지배방정식들은 유체의 연속방정식과 운동량 방정식 그리고 밀도 또는 농도의 이송방정식을 조합하여 구성된다. 이들 지배방정식을 이용한 연구들은 대부분 두 유체 사이의 밀도차가 충분히 작아서 밀도 변동(variations)의 영향은 오로지 부력항에서만 유지된다는 Boussinesq 근사에 근거를 둔다. 그리고 이송방정식에서 밀도 또는 농도의 확산계수을 점성계수의 함수로 표현하기 위해서 Schmidt 수를 이용한다. 수치모델링에서 Schimdt 수는 상수값을 적용하지만, 이 값은 밀도의 연직방향 경사에 근거한 부력빈도(buoyancy frequency)와 난류량의 따라 큰 차이를 보이는 것으로 알려져있다. 한편, 표준 통계학적 난류모델과 벽함수를 적용한 수치모델링은 초기 중력에 의해서 무너지는(slumping) 단계를 넘어 관성력으로 추진되는 단계와 점성 효과가 지배적인 단계에서는 정확도에 현저히 낮아지기 때문에 대부분 큰와모의(large-eddy simulation, LES) 또는 DNS(direct numerical simulation)수준의 고해상도(high-resolution) 해석기법을 적용하여 공학적인 문제에 적용하는 데는 한계가 있다. 이 연구에서는 Boussinesq 근사와 Schmidt 수를 사용하지 않으며, LES 보다 적용이 용이한 DES (detached-eddy simulation)기법을 조합한 다상흐름 수치모델을 적용하여 중력류를 해석을 시도하였다. 수치해석결과를 실험값과 함께 기존 수치모델링 기법으로 구한 수치해와 비교분석하여 이 연구에서 개발 및 적용된 수치모델링 기법의 적용성을 평가한다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.15 no.1
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• pp.7-18
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• 2021

A semi-active MR damper landing gear is a damper that generates a fluid damping force and a magnetic field control damping force when the MR fluid passes through annular flow paths. In the case of MR fluid passing through annular flow paths, an incompletely developed flow inevitably occurs, causing an error in calculating damper inner forces including the fluid damping force. This error results in an inaccurate design of damper structural parameters and control gain selection, resulting in deterioration of dynamic characteristics and shock absorption performance of the landing gear. In this paper, we derived a mathematical model of an MR damper landing gear considering additional damping force generated in the entrance region of annular flow paths of the MR damper. If the mathematical modeling derived from this paper is applied to the design and optimization process of an MR damper landing gear, excellent performance of the MR damper landing gear is expected.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.10a
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• pp.125-127
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• 2010

예부선 운항시 부선의 전방에 위치한 예선에 의한 유동 변화가 부선에 작용하는 동유체력 변화에 미치는 영향을 회류수조 모형시험을 통하여 분석하였다. 이를 위하여 예선에 의한 간섭영향계수를 예부선의 상태변수와 간격 거리 등의 함수로 모델링하고, 모형시험 조건을 도출하였다. 회류수조 모형시험을 수행하여 예부선 상태에 따른 간섭력 계측, 파형 변화 현상 해석, 예선 간섭 유체력 분석을 수행하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.209-212
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• 2011

본 논문에서는 평판(plate) 형태를 갖는 부유식 해상구조물의 유탄성해석에 관한 연구를 수행하였다. 유체력 산정을 위해 포텐셜을 입사, 방사, 산란으로 구분하여 계산하였던 기존의 방법 대신 전체 포텐셜을 직접 계산하는 방법을 사용하여 최근의 경향을 반영하였다. 선형 유탄성해석의 특성을 고려하여 해석시간을 감소시키기 위해 일반적으로 사용되고 있는 주파수 영역에서의 해석 기법을 적용하였다. 구조체의 모델링에 소요되는 요소수를 줄이고, 휨 변형 시 전단변형률에 의한 잠김현상을 해소하기 위해 MITC 기법을 적용한 평판 유한요소를 사용하였으며, 3차원 Green 함수법을 적용해 유체력을 산정하였다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.17 no.7
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• pp.875-880
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• 2007

Scientific challenges in the field of MR(magnetorheological) fluids and devices consist in the development of MR devices, the mathematical modeling and simulation of MR devices, and the development of (optimal) control algorithm for MR device systems. To take a maximum advantage of MR fluids in control applications a reliable mathematical model, which predicts their nonlinear characteristics, is needed. A inverse model of the MR device is required to calculate current(or voltage) input of MR damper, which generates required damping force. In this paper, we implemented test a bench for shear mode rotary MR damper and laboratory tests were performed to study the characteristics of the prototype shear-mode rotary MR damper. The direct identification and inverse dynamics modeling for shear mode rotary MR dampers using multi-layer neural networks are studied.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.265-266
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• 2007

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.5
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• pp.1033-1042
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• 1994

Dynamic behavior of flexible rectangular liquid containers is analyzed by a two-dimensional coupled boundary element-finite element method. The irrotational motion of inviscid and incompressible ideal fluid is modeled by boundary elements and the motion of structure by finite elements. A singularity free integral formulation is employed for the implementation of boundary element method. Coupling is performed by using compatibility and equilibrium conditions along the interface between the fluid and structure. The fluid-structure interaction effects are reflected into the coupled equation of motion as added fluid mass matrix and sloshing stiffness matrix. By solving the eigen-problem for the coupled equation of motion, natural frequencies and mode shapes of coupled system are obtained. The free surface sloshing motion and hydrodynamic pressure developed in a flexible rectangular container due to horizontal and vertical ground motions are computed in time domain.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.42 no.6 s.144
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• pp.601-607
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• 2005

This paper describes a hydrodynamic modelling study based on the Feldman's equation to predict the nonlinear and coupled maneuvering characteristics of high speed submarine. The hydrodynamic coefficients set is obtained from the modeling of the cross flow drag force and sail induced vorticity, and the captive model experiments(VPMM and RA test) results used to improved the accuracy. The results contained in this paper will be helpful to predict the behavior of tight turn maneuver and to improve the SOE(Safety Operational Envelope) analysis in case of emergency maneuver.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.19 no.1
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• pp.12-17
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• 2021

A three-dimensional slope valve component is used for controlling micro volume of liquid on a centrifugal force-based microfluidic disk platform, also called a lab-on-a-disk. The modeling factor of the slope valve component is determined to centrifugal force for liquid passing the crest of a slope valve via variation of slope length and angle as well as the radius to start point of slope valve. The centrifugal force is calculated by the equilibrium equation of the capillary and gravitational forces according to the microchannel surface roughness and the liquid volume, respectively. As a result, the slope valve is analyzed by the minimum angular velocity for liquid passing at crest point and the ratio between the length of micro liquid and slope length to obtain the factors for optimal slope angle modeling.