• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.357-363
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• 2016

본 연구에서는 날개 두께 분포가 다른 두 임펠러를 이용하여 유체-구조 연성해석을 통해 운전익단간극을 예측하고 임펠러의 변형이 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 임펠러는 작동조건에서 작용하는 원심력, 압력, 열 하중의 영향으로 변형이 발생하게 된다. 이로 인해 초기 설계된 익단간극이 비균일하게 변화하는 것을 확인하였다. 특히 임펠러 날개의 선단과 후단에서 가장 큰 익단간극 감소가 발생하였으며, 이로인해 간극누설유동이 19.4% 감소하였다. 또한 운전조건에서 익단간극 감소로 간극누설 유량이 감소하면서 효율은 0.72% 증가하는 것을 확인하였다. 원심압축기 작동조건에서의 정확한 운전익단간극의 예측과 익단간극의 변화가 성능에 미치는 영향에 대해서 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.83-85
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• 2010

A hydraulic gear pump is widely used in many industrial applications to provide both high pressure and high flow rate by physical displacement of finite volume of fluid with each revolution. In this study, two dimensional fluid-structure interaction simulation of gear pump flow was carried out to examine detailed complex flow patterns and structural stress distribution on rotors by using a commercial software ADINA. The effect of rotor clearance size on the flow characteristics, specially the temporal variation of velocity and pressure field, which is a main source of flow noise, also was investigated.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4371-4377
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• 2012

본 논문에서는 수도용 감압밸브에서의 유체유발진동의 원인을 파악하기 위한 위하여 구조-유체 연성 해석을 수행하였다. 감압밸브의 소음을 측정한 결과 250Hz의 저주파 대역의 소음이 있음을 확인하였다. 상용 소프트웨어인 ANSYS/CFX를 사용하여 유체의 유동 해석을 수행한 결과, 감압밸브 내에서 노즐 효과에 의하여 40m/s 정도의 유속이 형성되고, 이에 따라 감압밸브 내에 부압이 발생하였다. 밸브 내에 형성된 유동에 의한 압력 분포를 하중 조건으로 구조해석을 한 결과, 유로를 막을 수 있을 정도의 고무 재질인 디스크의 변형이 발생하였다. 이러한 디스크의 변형이 반복적으로 일어남으로써 소음진동현상이 발생함을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.253-256
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• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.36-41
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• 2011

In the present paper, a direct forcing/fictitious domain (DF/FD) level set method is proposed to simulate the FSI (fluid-solid interaction) in two-phase flow. The main idea is to combine the direct-forcing/fictitious domain (DF/FD) method with the level set method in the Cartesian coordinates. The DF/FD method is a non-Lagrange-multiplier version of a distributed Lagrange multiplier/fictitious domain (DLM/FD) method. This method does not sacrifice the accuracy and robustness by employing a discrete ${\delta}$ (Dirac delta) function to transfer quantities between the Eulerian nodes and Lagrangian points explicitly as the immersed boundary method. The advantages of this approach are the simple concept, easy implementation, and utilization of the original governing equation without modification. Simulations of various water-entry problems have been conducted to validate the capability and accuracy of the present method in solving the FSI in two-phase flow. Consequently, the present results are found to be in good agreement with those of previous studies.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권5호
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• pp.24-31
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• 2018

항공기의 블레이드 안테나에 대해 더미와 실 안테나의 조류충돌 해석과 시험을 수행하였다. 해석에서 조류는 SPH(Smooth Particle Hydrodynamics) 방법을 이용하여 모델링하였으며, 유체-구조 연성해석 (FSI, Fluid-Structure Interaction) 기법으로 조류와 안테나, 기체 체결부의 거동을 시뮬레이션 하였다. 실제 조류를 사용한 시험을 수행하여 안테나와 동체 사이의 체결부 손상 및 이탈여부를 확인하였으며, 항공기 기체의 구조건전성과 해석 및 시험 결과 사이의 상관성이 있음을 입증하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권1호
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• pp.20-30
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• 2023

In this paper, the Energy Flow Finite Element Analysis (EFFEA) was performed to predict the acoustic and vibrational responses of complicated plate structures considering improved Fluid-Structure Interaction (FSI). For this, a new power transfer relationship was derived at the area junction where two different fluids are in contact on both sides of the plate. In order to increase the reliability of EFFEA of complicated plate structures immersed in a high-density fluid, the corrected flexural wavenumber and group velocity considering fluid-loading effect were derived. As the specific acoustic impedance of the fluid in contact with the plate increases, the flexural wavenumber of the plate increases. As a result, the flexural group velocity is reduced, and the spatial damping effect of the flexural energy density is increased. Additionally, for the EFFEA of arbitary-shaped built-up structures, the energy flow finite element formulation for the acoustic tetrahedral element was newly performed. Finally, for validation of the derived theory and developed software, numerical applications of complicated plate structures submerged in seawater or air were successfully performed.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.191-198
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• 2014

본 연구는 유체-고체 연성 해석이 활발히 진행되고 있는 고체로켓의 3차원 연소실 상경계면 형상에 대해 정보 전달 기법 중 하나인 공통세분 기법의 적용을 목적으로 수행되었다. 본 기법은 불일치하는 경계면간 정보 전달에도 보존성과 정확도를 동시에 만족시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 기법 구현은 상경계면에 공통표면을 구성하고 특정 오차를 최소화 시키는 최소화 내삽법을 적용하는 과정으로 수행되었다. 이를 바탕으로 다양한 다차원 상경계면 형상에서 연속 및 불연속 함수를 이용한 정보 전달 실험을 수행하였고, 다른 기법들과 해석 결과를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.523-530
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• 2013

전자제품과 같이 소형화 추세에 있는 제품에 대하여 열전달 촉진을 시키는 방법에 대하여 연구하였다. 두께 10 ${\mu}m$ 를 가지는 미세 날개구조를 이용하여 상하진동 운동을 유도하고 열전달 특성에 대하여 분석하였다. 본 연구에서는 양방향 유체-고체 연성해석 (Two-way FSI)를 이용하여 미세 날개의 거동을 분석하였으며, 단일 날개구조를 제작하여 해석모델을 검증하였다. 단일 및 다중 미세 날개구조에 의한 열전달 향상이 날개가 없는 경우와 비교해 볼 때 최대 40% 정도 향상됨을 알 수 있으며, 본 연구에서 제안된 방법에 의하여 향후 실제적인 열전달 촉진기술에 충분히 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.7-13
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• 2008

본 논문에서는 유한요소법을 기반으로 한 소프트웨어 COMSOL Multiphysics를 이용하여 압전 복합재료 작동기를 이용하여 제작한 무밸브 마이크로펌프의 성능을 연구하였다. 압전 마이크로펌프는 4층의 경량 압전 복합재료 작동기, PDMS으로 된 챔버와 2개의 디퓨저로 이루어졌다. 시뮬레이션에서는 압전 재료 영역, 구조 영역과 유체 영역을 완전 연성하여 해를 계산하였다. 물을 유체로 사용하였으며, 유량을 마이크로펌프의 구조적 파라미터에 대하여 계산하였다. 이 연구에 기초하여 보다 성능이 좋은 마이크로펌프를 제시하였다.