• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권12호
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• pp.1237-1243
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• 2009

A computational procedure to estimate the noise radiated from a discharge valve system in a linear compressor was discussed and established. This procedure was composed of three steps. As the first step, the dynamic behavior of the valve system was estimated taking into consideration of fluid-valve-piston interactions. As the second step, the flow characteristics of refrigerant in the discharge valve system were estimated through computational fluid dynamics applying the behaviors of the valves as moving boundary conditions. The variations of pressures and velocities of fluid were converted to quadrupole noise sources. As the final step, the boundary element method based on Helmholtz equation was applied to predict the radiated acoustic pressure. The computational results by the presented procedure were experimentally validated.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
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• pp.56-62
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• 2015

In ship structure, many parts are in contact with inner or outer fluid as stern, ballast and oil tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these tanks in contact with fluid are significantly affected by fluid coupling effect. Therefore it is important to exactly predict vibration characteristics of tank structure. In order to estimate the vibration characteristics, the fluid-structure interaction(FSI) problem should be solved precisely. But it is difficult to estimate exactly the magnitude of the fluid coupling effect because it has some problems such as a fluid-structure interaction, influence by the free surface, vibration modes of structural panels and depth of water. In this paper, with fluid coupling effect, the effect of structural constraint between panels on the vibration characteristics are investigated numerically and discussed.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.27-27
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• 2021

세굴은 유체와 유사의 상호작용으로 발생하는 중요한 자연 현상 중 하나로, 구조 및 지반 붕괴, 홍수, 생태계 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다. 이러한 세굴 현상을 예측하기 위해 많은 수치적 연구가 진행되어왔지만, 대부분의 연구가 기존 격자기반방법인 유한체적법 (FVM)과 개별요소법 (DEM)이 연성된 모델을 이용하였고, 이는 격자 의존도로 인한 정확도와 효율성의 문제점을 보였다. 해결책으로 입자기반 유체해석 방법인 약압축성 SPH (WCSPH)와 개별요소법의 결합모델을 이용한 모의가 연구되어 왔지만, 단순 밀도차를 활용한 유체해석방법이 압력의 불안정성을 야기하여 유사의 운동에도 영향을 주는 결과를 보였다. 또한, 개별요소법의 특성상 모의 입자의 크기를 실제 실험 입자의 크기와 동일하게 설정하면서 입자수가 지나치게 증가해 계산의 효율성이 현저히 낮아지게 되었고, 이로 인해 실제 자연 지형에 적용하는데 어려움을 보여주었다. 본 연구에서는 향상된 세굴 수치모의해석을 위해 반복법을 통해 안정적인 유체 압력을 계산하는 비압축성 SPH (ISPH)와 개별요소법을 연성한 ISPH-DEM 모델을 사용하였다. 또한, 계산속도 향상을 위해 하나의 입자가 다수의 작은 입자의 움직임을 대표하는 Coarse-grained 방법을 적용하여 기존 모델을 개선하였다. 개선된 모델을 NFLOW ISPH PURPLE 소프트웨어를 이용하여 세굴 현상을 수치 모의하였고 실험 결과와 검증을 진행한 결과, 세굴의 깊이, 너비, 형상 등을 비교하였을 때 약 10% 이내의 오차를 보였고, Coarse-grained 방법을 통한 입자 수 감소로 최소 13배 증가된 해석 속도를 보였다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 모델이 실제 자연 지형에서의 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권1호
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• pp.33-40
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• 2013

Since most of yacht sails are made of thin fabric, they form cambered sail shape that can efficiently generate lift power by aerodynamic interaction and by external force delivered from supporting structures such as mast and boom. When the incident flow and external force alter in terms of volume or condition, the shape of sail also change. This deformation in shape has impact on the peripheral flow and aerodynamic interaction of the sail, and thus it is related to the deformation of the sail in shape again. Therefore, the precise optimization of aerodynamic performance of sail requires fluid-structure interaction (FSI) analysis. In this study, the simplified sail without camber was under experiment for one-way FSI that uses the result of flow analysis to the structural analysis as load condition in an attempt to fluid-structure interaction phenomenon. To confirm the validity of the analytical methods and the reliability of numerical computation, the difference in deformation by the number of finite element was compared. This study reproduced the boundary conditions that sail could have by rigs such as mast and boom and looked into the deformation of sail. Sail has non-linear deformation such as wrinkles because it is made of a thin fabric material. Thus non-linear structural analysis was conducted and the results were compared with those of analysis on elastic material.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.11-17
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• 2012

The one way fluid structure interaction analysis on advanced propeller blade for next generation turboprop aircraft. HS1 airfoil series are selected as a advanced propeller blade airfoil. Adkins method is used for aerodynamic design and performance analysis with respect to the design point. Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point. Blade sweep is designed based on the design mach number and target propulsion efficiency. The aerodynamic characteristics of the designed Advanced propeller were verified by CFD(Computational Fluid Dynamic) and showed the enhanced performance than the conventional propeller. The skin-foam sandwich structural type is adopted for blade. The high stiffness, strength carbon/epoxy composite material is used for the skin and PMI(Polymethacrylimide) is used for the foam. Aerodynamic load is calculated by computational fluid dynamics. Linear static stress analysis is performed by finite element analysis code MSC.NASTRAN in order to investigate the structural safety. The result of structural analysis showed that the design has sufficient structural safety. It was concluded that structural safety assessment should incorporate the off-design points.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.5-11
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• 2015

Ocean waves have huge amounts of energy, even larger than wind or solar, which can be extracted by some mechanical device. This can be done by creating a system of reacting forces, in which two or more bodies move relative to each other, while at least one body interacts with the waves. This moves the floater up and down. The floaters are connected to an arm structure, which are mounted on a fixed hull structure. Hence, the structure of the floater is very important. A static structural analysis with FSI (Fluid-Structure Interaction) analysis is conducted. To achieve the pressure load for the FSI analysis, the floater is simulated on a wave generator using rigid body motion. The structural analysis is done to examine the stresses on the whole system, and four types of flange and floater are optimized. The result shows that the structure of floater with wood support is the safest.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.135-141
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• 1996

Numerical analysis techniques have been applied to obtain the vibroacoustic characteristics of the simplified model of a passenger-car cabin. Two kinds of coupled vibration-acoustic analysis, such as one-way coupling and full coupling, have been carried out via the interface between the results of vibration analysis by FEM and acoustic analysis by BEM. The comparison of two coupled analysis results show the fluid-structure interaction in terms of the coupled effect of the vibration and noise.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1265-1271
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• 2011

본 논문에서는 유한요소 모델을 사용한 유체-구조 해석을 통하여 원자력 발전소 임시 받침대의 내진에 대한 안전성을 평가하였다. 임시받침대는 수중에 존재하기 때문에 유체-구조 연성을 통하여 유체의 영향을 고려하였다. 유체의 영향은 구조물의 단위길이당 추가질량으로 정의하여 적용하였다. 각각의 운전기준지진(OBE)과 안전정지지진(SSE)의 설계조건을 층응답스펙트럼(Floor Response Spectrum: FRS)으로 적용하여 진동해석과 내진해석을 수행하였다. 해석된 임시받침대의 최대변위는 운전기준지진에서 0.29mm 이고, 운전정지지진에서 최대변위는 0.36 mm 이다. 최대응력은 운전 기준지진에서 17.9 MPa, 안전정지지진에서 19.6 MPa 이며, 이 값은 재료의 항복강도의 23 %, 14 % 수준이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.744-750
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• 2009

본 논문에서는 압전 작동기로 구동되는 무밸브 마이크로 펌프의 펌프 성능을 계산하였다. 선행연구에서 개발된 마이크로 펌프는 4층의 경량 압전 복합재료 작동기, PDMS로 된 챔버와 2개의 디퓨져로 이루어져 있다. 유한요소 해석은 압전 영역, 구조 영역 및 유체 영역을 완전 연성하여 수행되었다. 구조 및 압전 영역의 해석은 ANSYS를 사용하였으며, 유체영역의 해석은 ANSYS CFX를 사용하여 수행하였다. 작동 주파수가 10 Hz와 40 Hz인 경우에 대한 해석을 수행하여 작동 주파수가 유동 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 300 Hz까지의 유동 해석을 통하여 작동 주파수에 따른 유량을 계산하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.21-27
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• 2003

일반적으로 유체-구조물 상호작용을 고려한 유체속 구조물들의 지진 및 진동해석에는 주어진 시스템에 대한 유체부가질량을 추정하여 구조물관 연계하는 단순해석 방법을 주로 사용한다. 실제로 유체속 구조물의 응답특성은 유체부가질량 뿐만 아니라 유체점성으로 인한 감쇠영향을 받으며 이들은 모두 연계항을 갖는 복잡한 행렬 형태로 나타난다. 본 연구에서는 비점성 및 점성 유체에 대한 Navier-Stokes 지배방정식의 선형화를 통한 유한요소 정식화를 유도하였다. 이를 이용하여 유한요소 해석 프로그램을 작성하고 6각형 단면특성을 갖는 액체금속로 노심에 대하여 덕트집합체 사이의 유체간격과 레이놀즈수 변화에 따른 유체부가질량과 유체감쇠에 대한 유한 요소 해석을 수행한 결과, 유체간격이 줄어들수록 유체부가질량은 유체점성의 영향을 크게 받고 유체감쇠는 점성으로 인하여 레이놀즈수의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한 편심을 갖는 동축원통에 대한 유한요소 해석결과, 편심이 증가할수록 유체부가질량은 크게 증가하지만 유체감쇠는 편심이 작은 경우 거의 변화가 없으며 어느 일정 수준이상으로 편심이 커질 경우에는 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.