• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2024.01a
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• pp.339-341
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• 2024

본 논문에서는 전기 자동차 배터리 팩 설계에서 성능 예측을 위해 전산유체해석 및 Long Short-Term Memory (LSTM)를 활용한다. 두 계산 모두의 예측이 상당한 유사성을 나타내며, 전산유체해석은 시스템 유체 역학을 고려한 상세한 물리 모델을 제공하고, LSTM은 시계열 데이터를 기반으로 한 딥러닝 모델로 효과적으로 패턴을 파악, 향후 온도 상승을 예측한다. 결과는 두 접근 모두가 효과적인 예측을 제공하며 향후 전기 자동차 배터리 팩 설계 및 최적화에서 종합적인 접근의 필요성을 강조한다. 특히, LSTM 기반 예측에 소요되는 시간은 계산 유체 역학의 약 25%로, 약 일주일 정도로 빠르게 확인 가능하다. 이는 현대 산업 환경에서 시간적 효율성이 중요한 측면을 강조하며, 계산 유체 역학의 상세한 물리 모델링과 LSTM의 빠른 예측 속도를 결합한 설계 방법론을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.100-102
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• 2023

항로추종성능은 자율운항선박(MASS)의 중요한 자율제어기능 중 하나이다. 이는 선박의 안전성을 보장하기 위해 중요하며, 자율운항선박의 설계 단계에서 사전 평가가 필수적이다. 본 연구는 자율운항선박의 항로추종성능 평가를 위한 전산유체역학(CFD) 모델과 LOS 알고리즘 연계 방안을 제안한다. 먼저, 자율운항선박의 정수 중 거리 이탈 편차를 이용한 항로 추종 성능 평가 모델 개발에 관하여 기술했다. 먼저, 항로 추종을 수행하는 선박 주변의 난류 흐름은 비압축성 뉴턴 유체의 가정하에 비정상 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 법을 이용하여 수치적으로 계산되었다. 중첩격자계법을 CFD 모델에 적용함으로써 거리 이탈 편차를 이용하는 LOS(Line-of-Sight) 가이던스 알고리즘에 의한 타의 회전 및 이에 따른 선체의 6 자유도 움직임을 CFD 환경에서 구현하였다. 개발된 자유 항주 선박 CFD 모델을 이용하여 항로 추종 시뮬레이션 평가 결과, 설정된 항로에서 선박의 정수 중 항로 추종 제어는 파도, 조류, 및 바람과 같은 외부 교란의 부재로 LOS 알고리즘에 의한 우현/좌현 측 변침뿐만 아니라 직진 경로의 추종도 성공적으로 수행됨을 확인하였다. 선체, 프로펠러, 타의 복잡한 상호작용을 정도 높게 해석할 수 있는 자유 항주 선박 CFD 모델과 LOS 알고리즘의 결합은 자율운항선박의 항로 추종 성능 평가를 정량적으로 평가하는 데 기여할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.5
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• pp.37-43
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• 2003

Parallel computing method is widely used in the computational fluid dynamics for efficient numerical analysis. Nowadays, low cost Linux cluster computers substitute for traditional supercomputers with parallel computing shcemes. The performance of nemerical solvers on an Linux cluster computer is highly dependent not on the performance of processors but on the performance of network devices in the cluster system. In this paper, we investigated the effects of the network devices such as Myrinet2000, gigabit ethernet, and fast ethernet on the performance of the cluster system by using some benchmark programs such as Netpipe, LINPACK, NAS NPB, and MPINS2D Navier-Stokes solvers. Finally, upon this investigation, we will suggest the method for building high performance low cost Linux cluster system in the computational fluid dynamics analysis.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.198-203
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• 2002

본 연구에서는 반잠수식 Rig의 형상에 따른 최적 형상을 검토하기 위하여 최근 건조되고 있는 4-Column과 2-Lowhull을 가진 사각 Column에 원통형 Column을 혼합한 혼합형 과 4각 Column형을 공시모형으로 택하여 규칙파중 두 구조물에 작용하는 유체력과 유체력에 의한 운동 응답을 계산하고, 4각 Column을 가지는 구조물의 길이, 폭, 홀수를 변화시킨 Series 에 따른 유체 역학적 특성과 동요 진폭의 관계를 검토하였다. 수치계산은 3차원 특이점 분포법을 이용하여 정상상태에 대하여 실행하였다. 구조물의 형상과 역학적인 간섭의 영향을 이용, 보다 성능이 우수한 형상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2010.10a
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• pp.180-189
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• 2010

현재의 화재안전기준에서 규정하는 화재감지기의 배치방법은 면적에 따라 규정된 숫자를 적정하게 배치하는 수준이다. 이 기준은 과학적인 근거는 가지고 있지 못하다. 외국의 기준을 도입하여 그에 따라서 설치하고 있을 뿐이다. 소방시설을 설계하는 방법에는 화재안전기준과 같이 명문화 된 규정에 따르는 규범위주설계(Prescriptive-Based)와 화재역학, 구조역학, 재료역학, 유체역학, 열역학 등 공학적 지식을 바탕으로 하는 성능위주설계(Performance-Based Design)가 있다. 현재로서는 성능위주설계가 활성화 되지 않았지만, 최근 소방시설공사업법은 성능위주설계방법을 이용하여 소방시설을 설계 할 수 있도록 개정('05. 8. 4)되었으며 그 시행령('07, 1. 24)에서 성능위주설계를 적용할 특정소방 대상물의 범위를 정하고 있다. 이러한 시점에서 자동화재탐지설비의 화재감지기를 최적의 위치 및 거리에 설치하기 위하여 그에 대한 공식의 도입과 공식을 Software로 계산할 수 있도록 시뮬레이터를 제작하여 계산하고 규범위주설계에 따라 배치한 화재감지기의 상태와 비교 분석하며 향후 성능위주설계 방법으로서 정착시키기 위하여 연구를 시도하였다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.17-20
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• 1995

고전적인 고속선형에서 탈피한 새로운 형태의 고속선형에 대한 효시는 1960년경의 수중관통형 수중익선의 개발이라 할 수 있다. 그 후, 1980년대까지는 일반적인 중,저 속의 화물선 및 LNG 운반선에 대한 유체역학적 특성의 향상을 위한 선형 개발 경쟁이 국내외적으로 활발하게 진행 되어져 왔다. 그러므로, 이러한 기간중인 약 20여년간은, 선박의 선형 개발면에서는 기존의 선 박형태를 탈피하지 못한 채 유체역학적 성능을 향상시키려는 소극적인 진전이 있었을 뿐, 발전이 매우 더딘 편이었다. 1980년대 후반에 들어서 국내외적인 물동량의 증가와 해상고속운송의 필 요성이 대두되면서 고속선의 개발에 대한 열기가 시작되었다. 그간의 고속선개발은 주로 미국을 중심으로 군사적인 목적면에서 진행되어 왔고, 일본은 거의 일반상선의 선형개발에 중점을 두어 왔으나, 1980년대 후반부터는 일본도 아시아지역에서의 물동량변화와 고속화의 필요성에 따라 고속선 개발에 뛰어들게 되었다[1, 2, 3]. 특히 최근의 50knots를 넘는 대형의 화물운송용 초고 속선 개발은 주목할 만한 연구가 되고 있다'4'. 국내에서도 1990년대에 들어서면서 소형이지만 이러한 초고속선의 선형개발을 시작하게 되었으며, 실용화된 예도 몇몇을 가지고 있다. 본고에 서는 이제까지 연구된 몇가지 초고속선형들에 대한 예와 장단점, 또한 조파저항 성능면에 대해 기술하여 보고자 한다.

• Journal of Digital Convergence
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• v.11 no.8
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• pp.199-204
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• 2013

Computational fluid dynamics (CFD) is used to reduce number of experiments. The CFD tools are widely used for engine design and flow pattern analysis to reduce experiments. In this study the performance of a PEMFC single cell was analyzed by using STAR-CD, product of CD-ADAPCO. The effect of cell design and flow pattern on the performance of a PEMFC was analyzed with the 3-D simulation. As a result the performance of rectangular cell was the higher than that of square cell, while the flow direction scarcely affected on the performance of a PEMFC. Also the current density according to different excess ratio of air flow rate was compared and analyzed. The difference between maximum and minimum current density of flip-flow was lower than that of co-flow.

• Tunnel and Underground Space
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• v.27 no.5
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• pp.324-332
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• 2017

In this paper, a numerical analysis of one-dimensional viscous fluid flow in a rock joint using UDEC code is performed to evaluate the effect of design parameters on injection performance. We consider injection pressure, fluid compressibility, time dependence of yield strength and viscosity of injected grout fluid, and mechanical deformation of joint as the design parameters, and penetration length and flow rate of injection are investigated as the injection performance. Numerical estimations of penetration length and flow rate were compared to analytical solution and were well comparable with each other. We showed that cumulative injection volume can be over-estimated by 1.2 times than the case that the time-dependent viscosity evolution is not considered. We also carried out a coupled fluid flow and mechanical deformation analysis and demonstrated that injection-induced joint opening may result in the increment of cumulative volume by 4.4 times of that from the flow only analysis in which joint aperture is kept constant.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.237-237
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• 2020

수도계량기(이하 "수량계")는 액체용 적산부피계로 물 사용량을 적산 계량하기 위한 기계기구 또는 장치이며 수량계 검정기준에 의해 검사기준 합격제품을 사용하서 수도요금을 징수합니다. 사실상 국내계량에 관한 법률에 의거하여 전이유량비가 6.3배수(2014년) > 4.0배수(2016년) > 1.6배수(2017년)로 점점 향상되며 2017년 기준으로 국제법정계량기구(OIML)의 성능과 같은 1.6배수까지 향상되어 국내의 수량계 기술기준이 많은 부분 향상되었습니다. 그러나 국제법정계량기구(OIML)는 현재 1.6배수의 80배수까지 검사기준에 합격에 반하여 현제 국내의 검사기준은 1.6배수의 100배수까지만 합격기준을 가지고 있습니다. 이러한 기준은 점차 발전해가고 있는 후발국가에 속하는 자국의 검사기준이 너무 갑작스럽게 국제법정계량기구(OIML)의 기준보다 높은 검사기준을 시행하며 많은 문제가 발생한 것 같습니다. 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 여러 복합적인 부품으로 이루어진 수량계의 유량 및 유속에 영향력이 있다고 보여지는 특정 부품 혹은 부위의 개선 및 개발로 해결할 수 있지 않을까 하는 의구심에 연구를 시작되었습니다. 유량 및 유속에 영향을 끼치는 유입부의 스트레이너, 내부 임펠러의 변경으로 성능검사에서 영향을 끼치는지를 유체역학 및 유동해석 등을 통하여 테스트 후 각각 단계 및 상황별 목업금형을 제작하여 현재 국내검사기준으로 진행되는 성능테스트인 기차테스트를 진행하였습니다. 먼저 수량계의 특성상 수량계 내부의 유량을 유체역학 및 유동해석으로 정확히 뽑아내는 것이 불가능하여 유입부 유출부의 유량의 흐름을 기준으로 유체역학 및 유동해석을 진행하였습니다. 테스트 후 그 결과 값으로 유입부의 스트레이너의 삽입 각도를 0°, 90°, 135°, 180°, 270°로 각각 제작하여 테스트를 진행하였으며, 내부 임펠러는 straight, SR, SL, SL R70, SL R60, R75, SR R65 형상으로 각각 제작하여 테스트를 진행하였습니다. 전반적으로 기존의 수량계보다 높은 성능을 보여주었으며, 특정 스트레이너의 삽입각도 및 임펠러의 형상에서는 기존보다 훨씬 유수율이 절감되는 결과값이 나왔습니다. 그로 인해 검사기준에 쉽게 부합할 수 있으며 물 사용량을 보다 정확히 계측하여 정확한 수도요금을 부과하여 국세 낭비로 인한 경제적 손실을 감소할 수 있을 것 같습니다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.85.1-85.1
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• 2010

캐스케이드형 연료전지 시스템에 있어서 각 스택의 단에서 전기화학반응에 의해 생성된 물을 분리하여 적절하게 배출시켜주는 것은 스택의 성능 및 내구성 향상을 위해 매우 중요하다. 이를 위해 연료전지 스택 각 단의 상이한 조건에 맞는 기액분리기의 설계가 필요하다. 유량에 따른 기액분리기의 부피와 원활한 연료 가스와 생성수의 분리를 위한 내부구조 및 입구 속도 등의 변수들에 따라 기액분리기의 성능 뿐만 아니라 연료전지 시스템 전체의 성능에 영향을 준다. 그러나 기액분리기의 폐쇄적 구조 때문에 실험을 통해 내부의 거동 및 현상을 파악할 수 없어 앞서 언급한 변수들의 효과를 확인할 수 없는 문제점이 있다. 이에 CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체역학)를 활용하여 각 조건에 따른 기액분리기 내부의 현상을 파악하고 이를 통해 기액분리기 설계를 최적화하였다.