• Computational Structural Engineering
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• v.7 no.2
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• pp.4-10
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• 1994

컴퓨터 성능과 전산유체역학 분야는 지속적으로 발전하고 있으므로 이에 따라 유체의 유동장은 더욱 정확하고 상세히 묘사할 수 있게 될 것이며, 더불어 ALE유한요소법 등과 같은 유체-구조 상호작용해석 기법이 발전해 나갈 것이다. 따라서, 현재 수행되고 있는 풍동실험은 다양한 모형제작으로 인한 비용문제와 완성된 모형의 정밀도 문제, 각 모형에 대한 반복적인 실험과정 등 적절한 설계형상을 선택하는 과정에서 효율성이 낮은 경우가 많으므로 수치해석에 의한 내풍안정성 평가과정을 병행함으로써 실험의 효율성이 낮은 부분을 보완, 최소화할 수 있을 것이다. 특히 적은 비용 및 시간내에 개략적인 내풍안정성 파악이 요구되는 개념설계 및 초기설계단계에 근사적인 내풍안정성 검토 기술로서 결과적으로 활용될 수 있을 것이다. 또한 수치해석기법의 가장 큰 장애요인었던 유체 유동장의 모사정도가 향상됨에 따라 수치해석에 의한 장대구조물의 내풍안정성해석은 앞으로 상당한 발전이 있을 것으로 전망된다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.13 no.1
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• pp.69-76
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• 2019

In this study, resin flow analysis of resin transfer moulding (RTM) method was performed for mould design of composite structure. The target composite structure was a tank used for fluid storage. Natural c fiber composite was adopted for composite structural design of the fluid storage tank. RTM was adopted for manufacturing of the tank using natural fiber composites. Resin flow analysis was performed to find the proper RTM conditions of the tank. The resin flow analysis was performed using the commercial FEM flow simulation software. After repeated analysis while changing the location of resin inlet and outlet, the proper resin filling time and pattern were found.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.4
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• pp.287-294
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• 2007

A static aeroelastic analysis for supersonic aircraft wing equipped with external store under the wing lower surface is performed using computational fluid dynamics (CFD) and computational structural technology(CST) coupling methodology. Two mapping algorithms, which are the pressure mapping algorithm and the displacement mapping algorithm, are used for CFD/CST coupling. A three-dimensional unstructured Euler code and finite element analysis program are used to calculate the flow properties and the structural displacements, respectively. The coupling procedure is repeated in an iterative manner until a specified convergence criterion is satisfied. Static aeroelastic analysis for a typical supersonic flight wing is performed and final converged wing configuration is obtained after several iterations.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.2A
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• pp.117-122
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• 2012

Coastal structures, constructed for preventing coastal slope erosion, often causes the scour on the boundary between the coastal structure and the sea-bed, which might lead to collapse of coastal structures. To prevent the collapse, the usual upright block type coastal structures can be modified to other forms or systems of coastal structures. To validate the performance of the proposed systems, it is necessary to conduct high cost hydraulic experiments. If numerical modeling can be performed prior to the hydraulic experiments and the performance of the proposed systems is analyzed numerically in advance, the expenses can be reduced significantly by optimizing the number of cases for conducting the experiments. In this study, a fluid-structure interaction analysis procedure is proposed for modeling the hydraulic experiments of costal structures using the finite element package, LS-DYNA. As can be found in the usual hydraulic experiments, fluid velocities of potential scour locations are monitored and analyzed in detail for four types of coastal structures, block, step, trapezoid and rubble mound.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.10
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• pp.4371-4377
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• 2012

In this paper, the structure-fluid coupled analysis is carried out in order to examine the cause of the vibration induced by fluid in the pressure-reducing valves for water. It is confirmed that there is the noise at the area of low frequency of 250Hz by measuring noise at pressure reducing valve. The flow analysis is performed by the commercial software ANSYS/CFX. The flow velocity of about 40 m/s is formed by nozzle effect, and so negative pressure is happened in the pressure reducing valve. The structure analysis is carried out with the load condition of pressure distribution by flow formed in valve. The rubber material at disk is deformed to the extent of closing up flow passage. It is confirmed that the disc deformation which is occurred repeatedly is due to noise and vibration at the pressure reducing valve.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.4
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• pp.477-483
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• 2007

In this study, the numerical fire analysis for temperature distribution and spalling behavior of underground concrete box structures that contained lifelines, such as power cables and communication cables. The temperature field of inner space was assumed based on the fire curve with the thermal gradient obtained from CFD analysis. It was assumed that the spalling behaviors of concrete are occurred when the concrete temperature reached the threshold, as dehydration degree. In this case, the elements correspond to spalling parts were removed and the analysis model were updated. Three fire scenarios were analyzed and the results were showed adequate spalling behavior. The bearing capacities of the box structures would be estimated in the companion paper.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.281-281
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• 2019

수리모형실험은 수로 내에서 장시간 파랑을 발생시킬 경우, 수로 내에 반사 파랑의 성분이 누적될 수 있어 상당한 계측 오차를 발생시킬 우려가 있어 수리모형실험 결과의 검증이 필요하다. 일반적으로 수리모형실험 결과의 검증을 위해서는 동일 실험을 무수히 반복하여 불확실성을 제거하거나 다양한 수리실험실에서 수리모형실험을 수행하고 결과를 분석하여 불확실성을 제거할 수 있다. 그러나 이는 엄청난 시간과 노력은 물론 막대한 실험비용이 소요되기 때문에 경제적으로 효용성이 매우 낮아 현실적으로 수행이 어렵다. 이에 비해 수치모형실험은 상대적으로 저렴한 비용으로 수행할 수 있으며, 다수의 실험을 수행하지 않아도 불확실성을 제거할 수 있어 수리모형실험의 검증에 효율적이다. 일반적으로 난류 거동을 동반하는 복잡한 구조물 주변의 흐름 해석에는 3차원 CFD 모형이 필요하다. 특히, 병렬연산이 가능한 CFD 모형을 활용하면 수리모형실험에서도 재현이 쉽지 않은 다양한 조건에 따른 복잡한 흐름을 해석할 수 있어 효용성이 점점 증가하고 있다. 그러나 복잡한 구조물이 존재하게 되면 구조물에 재현에 막대한 격자구조가 필요하여 현실적으로 적용이 쉽지 않다. 이에 대한 대안으로 복잡한 구조물을 비교적 큰 격자에서 재현할 수 있는 가상경계법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가상경계법은 Navier-Stokes 방정식에서 유체 내에 존재하는 고체를 모멘텀 이론으로 대체하여 고려하는 기법으로 수치모델링 수행 시 매질을 유체만으로 구성할 수 있어 안정적으로 적용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 과업에서는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 3차원 CFD 모형인 OpenFOAM®기반으로 파랑해석에 필요한 경계조건을 계산할 수 있는 olaFlow를 활용하여 복잡한 구조물을 지나는 파랑해석을 수행하기 위해 가상경계법을 olaFlow에 도입한 수치 알고리즘을 개발하였다. 개발한 수치알고리즘을 활용하여 복잡한 구조를 수치모델에서 재현하였으며, 수치모델에 적용된 수치 알고리즘의 안정성에 대해 고찰하였다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.49 no.6
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• pp.528-533
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• 2012

Flexible composite propellers are subject to large deformation under heavy loading, and hence the hydrodynamic performance of deformed propeller might deviate from that of the metallic propeller under negligible deformation. To design the flexible propeller, it is therefore necessary to be able to evaluate the structural response of the blades to the hydrodynamic loadings, and then the influence of the blade deformation upon the hydrodynamic loadings. We use the lifting-surface-theory-based propeller analysis and design codes in solving the hydrodynamic problem, and the finite-element-method program formulated with 20-node iso-parametric solid elements for the analysis of the structural response. The two different hydrodynamic and structural programs are arranged to communicate through the carefully-designed interface scheme which leads to the derivation of the geometric parameters such as the pitch, the rake and the skew distributions common to both programs. The design of flexible propellers, suitable for manufacturing, is shown to perform the required thrust performance when deformed in operation. Sample design shows the fast iteration scheme and the robustness of the design procedure of the flexible propellers.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.04a
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• pp.303-306
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• 2002

변위가 발생한 해안도로 옹벽에 대한 원인을 규명하기 위하여 기반암과 매립부 지반에 대한 조사를 실시하였다. 연구지역에서 지질구조선의 발달은 관찰되지 않고 지표에서 기반암의 거동은 낙석의 형태로 나타난다. 기반암은 생교란작용의 유무에 따라 상, 하부지층이 구분되며 하부 지층은 신선한 상태로 이완된 불연속면은 나타나지 않는다. 변위는 옹벽의 이음부에 집중되며 옹벽의 운동방향은 우향이동과 좌향이동이 반복되며 최초 변위 발생지점 (시 점부)에서 멀어짐에 따라 장력에 의한 확장 (벌어짐)이 우세하며 종점부에서 회전운동이 수반된다. 이음부의 확장과 회전은 최초 발생 지점에서 응력이 전달되는 과정에서 나타난 것으로 해석된다. 매립부 지반의 전기비저항탐사에서 상부의 매립층은 높은 전기비저항을 가지는 것에 반해 하부는 매우 낮은 전기비저항 값을 보여준다. 이는 매립부의 하부지반이 해수면 이하에 위치하여 해수와 같은 유체의 영향을 받으나, 상부는 유체의 영향을 거의 받지 않는 것으로 추정된다. 반면 최초 변위가 발생한 지점의 매립부 지반은 하부와 같이 낮은 전기비저항 값을 보여준다. GPR 탐사에서 최초 변위 발생 지점에서 매질의 이완 내지 공동으로 추정되는 구조가 관찰된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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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.