• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.8
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• pp.1067-1074
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• 2010

In this study, a loosely coupled fluid-structure interaction (FSI) analysis was conducted for a low-pressure (LP) final-stage rotor blade. Preliminary FSI analyses of a $15^{\circ}$ sweptback wing and a NASA Rotor 37 compressor blade were performed for verifying the boundary conditions. The results were compared with the established literatures for each model. The FSI analysis of the $15^{\circ}$ sweptback wing was carried out under both stable and unstable conditions. The excessive deformation of the wing was observed within 0.05 s under the unstable condition which is higher than the divergence speed of a wing compared with the stable condition. On the basis of the results of a steady-state study, an unsteady state FSI analysis was conducted for a NASA Rotor 37. Different deformations were observed at trailing edge of the blade in the static FSI and dynamic FSI analysis. A 3D FE model of a LP rotor was generated from the span-wise section data. In order to develop a reasonable model, an impact test was performed and compared to the FE model. Using this FE model, the steady-state FSI analysis was performed successfully.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.262-262
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• 2020

새만금 유역 내에는 다수의 보 및 제수문이 위치하고 있으며, 관개, 배수, 오염원 등이 영향을 받고 있다. 선행연구 중에는 보 및 제수문을 고려하기 위해 모형의 소스코드를 일부 수정하여 연구되고 있으나 유역모형으로 구현하기에는 한계가 있으며, 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 만경강 유역을 대상으로 유역 모형과 전산유체역학 모형을 이용하여 하류 제수문에 대한 유입, 유출 그리고 오염원 등의 영향을 분석하고자 한다. SWAT (Soil and water assessment tool)은 유역 모형으로 미국 농무부에서 농업유역의 수문순환 및 비점오염원을 모의하기 위해 개발한 모형이다. CFD (Computational fluid dynamics)는 전산유체역학 모형으로 구조물을 설계하고 유체, 기체 등을 모의할 수 있다. SWAT 모형을 이용하여 농업유역 하류 제수문 위치를 출구로 지정하여 수문을 모의하고 그 결과자료는 CFD에 입력할 수 있다. CFD는 하류 제수문 구조물을 설계하고 SWAT 모형의 수문자료를 입력하여 제수문의 영향을 평가할 수 있다. 우선, 만경강 유역을 대상유역으로 선정하고 부용, 황산, 상리, 고은교 등 제수문의 위치를 파악하였다. SWAT 모형 구축을 위해 2015-2018년까지 기상, 수위, 유량 관측자료를 수집하였으며, 보정기간과 검증기간은 각 2년이며, 모형 성능 검증에 사용한 적합성 평가 지수는 R² (Determine coefficient), RMSE (Root mean square error), 그리고 NSE (Nash-sutcliffe efficiency coefficient)를 사용하였다. 모형의 보정은 SWAT-CUP 자동보정프로그램을 사용하였으며, 모형의 보정지수는 NSE를 사용하였고, 1,000회 반복 수행을 통해 매개변수를 최적화하였다. 보정기간의 유출량 적합성 평가 지수는 R², RMSE 그리고 NSE가 각각 0.84, 2.96 mm/day, 0.70을 나타냈다. 검증기간의 유출량 적합성 평가 지수는 R², RMSE 그리고 NSE가 각각 0.72, 2.94 mm/day, 0.46을 나타냈다. 본 연구는 유역 차원과 구조물 차원의 모델링을 연계하는 것으로 향후 제수문 모니터링 자료를 활용하여 CFD 모형을 구축하고 유입량에 따른 제수문의 검보정 및 영향을 평가하고자 한다. 이러한 결과는 최근 기후변화에 따라 급격히 변화하는 유역환경에 대처할 수 있는 방안이 될 수 있을 것이며, 제수문 시설을 관리하는 기관에서도 합리적인 운영방안에 대한 기초자료로 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.343-349
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• 2011

A loosely coupling method is adopted to combine a computational fluid dynamics (CFD) solver and the comprehensive structural dynamics (CSD) code, CAMRAD II, in a systematic manner to correlate the airloads, vortex trajectories, blade motions, and structural loads of the HART I rotor in descending flight condition. A three-dimensional compressible Navier-Stokes solver, KFLOW, using chimera overlapped grids has been used to simulate unsteady flow phenomena over helicopter rotor blades. The number of grids used in the CFD computation is about 24 million for the isolated rotor and about 37.6 million for the rotor-fuselage configuration while keeping the background grid spacing identical as 10% blade chord length. The prediction of blade airloads is compared with the experimental data. The current method predicts reasonably well the BVI phenomena of blade airloads. The vortices generated from the fuselage have an influence on airloads in the 1st and 4th quadrants of rotor disk. It appeared that presence of the pylon cylinder resulted in complex turbulent flow field behind the hub center.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.18 no.1
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• pp.27-32
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• 2010

In this study, transonic flutter response characteristics have been studied for the AGARD 445.6 wing considering various turbulent models and several angle of attacks. The developed fluid-structure coupled analysis system is applied for flutter computations combining computational structural dynamics(CSD), finite element method(FEM) and computational fluid dynamics(CFD) in the time domain. The flutter boundaries of AGARD 445.6 wing are verified using developed computational system. For the nonlinear unsteady aerodynamics in high transonic flow region, DES turbulent model using the structured grid system have been applied for the wing model. Characteristics of flutter responses have been investigated for various angle of attack conditions. Also, it is typically shown that the current computation approach can yield realistic and practical results for aircraft design and test engineers.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.16 no.4
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• pp.14-20
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• 2011

The initial unfolding motion simulation of a sub-munition with drag ribbon for precision guidance and reliable operation has been investigated by analyzing its unsteady aerodynamic load and fluid structure interaction. The effects of change in the ribbon configuration and flow angle are numerically studied using a commercial software "XFLOW" based on Lattice-Boltzmann Method. It is shown that the motion is affect adversely by the separation bubble formed posterior part of the fuselage. The rolling moment for arming of the sub-munition is increased with angle of attack and rotational movement.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.14 no.3
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• pp.23-29
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• 2006

SEMAS(Smart Electro-Mechanical Actuation System), which enhances the flight performance and interior comforts of the airplane is selected as the prime actuation device for the Boeing 787 Environmental Control System. In the present study, fluid-structure interaction analysis process that simultaneously considers interaction by structural deformation and the fluid dynamics has been established. The integrated analysis shows there is slight structure-deformation which causes no severe interference among the structural components.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.1
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• pp.83-92
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• 2007

There are many numerical methods to solve large-scale fluid-structure interaction(FSI) problems. However, these methods require very fine mesh to achieve the reasonable numerical accuracy and stability due to the concentrated and volatile hydrodynamic pressure caused by the liquid sloshing. Consequently, the numerical analysis targeting for the long-period time response with the desired numerical accuracy Is very highly time-consuming. The aim of this paper is to suggest a new method to analyze the hydroelastic behavior of the LNGC containment by using the global-local numerical approach. The reliability of the presented method is firstly examined, and then its efficiency is demonstrated by presenting that the long-period local responses of the LNGC containment are obtained with relatively short CPU time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.473-473
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• 2021

새만금 유역의 하류 평야지대는 농업 관개 및 배수가 제수문의 영향을 받고 있으며, 상류 축산밀집시설에 따라 농업 비점오염원 유입이 수계 환경오염에 미치는 영향을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 새만금 유역의 하류 제수문을 대상으로 유역 모형과 전산유체역학 모형을 이용하여 유입, 유출 그리고 오염원 등의 영향을 분석하고자 한다. SWAT (Soil and water assessment tool)은 유역 모형으로 수문순환 및 비점오염원을 모의하기 위해 개발한 모형이다. CFD(Computational fluid dynamics)는 구조물을 설계하고 유체, 기체 등의 역학을 모의할 수 있다. SWAT 모형을 이용하여 농촌 소유역을 대상으로 하류 제수문 위치를 출구로 지정하여 수문을 모의하고 그 결과자료는 CFD에 입력할 수 있다. CFD는 하류 제수문 구조물을 설계하고 SWAT 모형의 수문자료를 입력하여 제수문의 유입 및 유출 영향을 평가할 수 있다. SWAT 모형 구축을 위해 2015-2018년까지 기상, 수위, 유량 관측자료를 수집하였으며, 보정기간과 검증기간은 각 2년이며, 모형 성능 검증에 사용한 적합성 평가 지수는 R² (Determine coefficient), RMSE (Root mean square error), 그리고 NSE (Nash-sutcliffe efficiency coefficient)를 사용하였다. 모형의 보정은 SWAT-CUP 자동보정프로그램을 사용하였으며, 모형의 보정지수는 NSE를 사용하였고, 1,000회 반복 수행을 통해 매개변수를 최적화하였다. CFD 모형은 제수문의 실제 규격을 바탕으로 동일한 구조를 고려하였으며, 수문조작을 고려하여 유입 및 유출을 모의하였다. 본 연구는 유역차원과 구조물 차원의 모델링을 연계하는 것으로 최근 기후변화에 따라 급격히 변화하는 유역환경에 대처할 수 있는 방안이 될 수 있을 것이며, 제수문 시설을 관리하는 기관에서도 합리적인 운영방안에 대한 기초자료로 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2006.05a
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• pp.108-111
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• 2006

• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.3
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• pp.67-74
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• 1995

This study develops 2-D analysis method of a base-isolated pool structure, and verifies the method through shaking table test using a scaled model. A wall of the pool structure is modeled as lumped mass, and added mass of the fluid is imposed on the nodes of the structure to consider the hydrodynamic effect of contained fluid. The equation of motion of base-isolated pool structure is obtained by coupling of two equations for superstructure composed of wall and fluid, and for bottom slab and isolator. The scaled model for shaking table test is made with transparent acryle, and 4-high damping laminated rubber bearings are used. The responses of the scaled model by the test are generally good agreement with those by the analysis. It is shown that 2-D analysis method gives somewhat conservative results.