• Journal of Digital Convergence
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• v.14 no.6
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• pp.245-251
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• 2016

A numerical model is developed to predict distributions of current density and temperature. Also the complete fuel cell performances were compared. In this study the effect of flow field design and flow direction on current density and temperature distribution as well as full cell performance. The complete three-dimensional Navier-Stokes equations were solved with convergence of electro-chemical reactions terms. In this paper, the two different flow field design were simulated, straight channel and rectangular serpentine flow channel, which is commonly used. The effect of flow direction, co-flow and counter-flow, was also analyzed. The current density and temperature is higher with abundant oxygen not fuel. Also, temperature distribution was able to be drawn by using computer simulation. In this paper, the relationship among flow pattern, flow field design and current denstity distribution.

• 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 Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.62-63
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• 1995

혐기성 소화는 고농도의 유기폐수를 최종적으로 메탄으로 전환하여 에너지원을 회수할 수 있는 효율적인 생물학적 폐수처리 공정 중의 하나이다. 그런데 이러한 혐기성 소화 공정에서 가장 큰 장애요인으로 작용하고 있는 요소 중의 하나가 매생물의 침강성 저하로 인한 고액분리의 문제이다. 이로인해 현재 고전적인 중력침강법, 부상법 대신에 분리막을 이용한 막결합형 혐기성 소화 공정이 대두되고 있으며 완전한 고액분리, 반응조내의 고농도 미생물 보유, 양질의 최종 유출수 획득 등 많은 장점들이 제시되고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 시간에 따른 막오염 현상, 분리막 표면에서의 케이크층 형성 등으로 인한 막투과 유속 (flux)의 감소는 분리막의 응용에 있어 경제성을 저하시키는 주요한 부정적 요인으로 지적되고 있다. 그리고 막분리 성능은 분리막의 특성, 유체역학적 조건, 그리고 혐기성 소화 상태 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 연구에서는 막결합형 혐기성 소화 공정의 십자흐름 (crossflow) 막분리 공정에서 유체역학적 조건 및 혐기성 소화조의 상태와 관련된 요인들이 어떻게 막투과도 및 배제율 등에 영향을 미치는 지 살펴보고자 한다.

• 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.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.3
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• pp.103-110
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• 2016

A performance analysis program of a disk type fluidic valve was developed to predict a chamber pressure and a response time. A parametric study of this device was performed by using scattering plot method. A sensitivity of Mach number at a nozzle outlet showed the highest value about a outlet diameter of nozzle. An inlet flow rate is the most important parameter to design the fluidic valve because it has high sensitivity value both a outlet velocity and a response time.

• Clean Technology
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• v.18 no.4
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• pp.410-418
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• 2012

The performance of the ammonia injection gun (AIG) used for maximizing the utilization of reducing agent in the selective catalytic reduction (SCR) system is decided by several parameters such as the pattern of flow distribution, geometry of the air distribution manifold (ADM) and the array and geometry of nozzles. In the study, the uniformity of jet flows from the nozzles in AIG was analyzed statistically by using the computational fluid dynamics (CFD) method to evaluate the role of design parameters on the performance of the SCR system. The uniformity of jet flows from the nozzles is being deteriorated with increasing the supplying flow rate to the AIG. Distribution rates to each branch pipe become lower with decreasing distance to the header, and flow rates from nozzle are also reduced with decreasing distance to the header. The uniformity of jet flows from nozzles becomes stable significantly when the ratio of summative area of nozzles to each sectional area of the branch pipe is below 0.5.

• 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.