• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제19권9호
• /
• pp.950-959
• /
• 2009

Liquid fluctuation called sloshing within liquid-storage tank gives rise to the significant effect on the dynamic stability of tank. This liquid sloshing can be effectively suppressed by installing baffles within the tank, and the suppression effect depends strongly on the design parameters of baffle like the baffle configuration. The present study is concerned with the parametric evaluation of the sloshing suppression effect for the CNG-storage tank, a next generation liquefied fuel for vehicles, to the major design parameters of baffle, such as the baffle configuration, the installation angle and height, the hole size of baffle. The coupled FEM-FVM analysis was employed to effectively reflect the interaction between the interior liquid flow and the tank elastic deformation.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제48권4호
• /
• pp.308-316
• /
• 2011

Although a yacht sails operate with large displacement due to very thin thickness, many studies for flow around yacht sails have not considered the sail deformation. The sail deformation not only caused a change in the center of effect(CE) on the sail but also a change in the thrust of the sail. The change of the CE and thrust affects the center of lateral resistance(CLR) and side forces of the hull, and the balance of the yacht. These changes affect the motion of the yacht which changes the velocity of the yacht. Thus, when analyzing the flow around yacht sails, the sail deformation should be considered. In the present study, fluid-structure-interaction(FSI) analysis of a two dimensional section of yacht sails was performed to consider the effects of sail deformation on the lift and drag performance. FSI and moving mesh methods were studied. Computational methods were verified using benchmark test cases such as the flow around horizontal and vertical cantilever beams. Shape deformation, pressure distribution, lift forces and separation flow were compared for both rigid and deformable sail.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.918-923
• /
• 2018

항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다. 수치해석은 충돌전용 소프트웨어인 LS-DYNA을 사용하였고, 해석방법은 유체-구조연성해석 방법 중 ALE(arbitary lagrangian eulerian) 방법을 적용하였다. 시험데이터 확보를 위해 연료탱크 금속 피팅부에 변형률게이지를 설치하고 데이터 획득장비와 연동시켰다. 수치해석 결과로써 연료탱크 피팅부의 변형률과 응력을 계산하였다. 그리고, 실물 연료탱크로 수행한 충돌충격시험을 통하여 확보한 상부피팅의 변형률 측정값과 수치해석으로 계산된 변형률과의 오차를 평가함으로써 수치해석의 신뢰성을 제고하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권9호
• /
• pp.126-132
• /
• 2016

본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.211-217
• /
• 2007

새로운 공격 무기들의 등장과 적과의 전투환경 변화로 현대의 함정설계에 있어 생존성의 향상은 가장 중요한 요소가 되었으며, 특히 적에게 쉽게 노출되는 수상함에 있어서는 생존성의 취약성에 대비한 감소대책이 보다 강조되고 있다. 생존성을 고려한 함정설계를 위하여 우선 적절한 공격 시나리오를 설정하고 이에 따라 폭발해석을 수행하여야 한다. 폭발은 함의 국부 손상 및 대변형 손상을 야기시키며 이 때 손상된 함정에 대한 적절한 생존성 평가가 중요하다. 본 연구에서는 구조-유체 연성기법 중 하나인 ALE기법을 적용하여 폭발해석을 수행하고 함정의 붕괴거동을 조사하였으며 이 손상된 함정에 대하여 정량적으로 생존시간을 계산할 수 있는 간략계산법을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권5호
• /
• pp.423-430
• /
• 2014

파이프 유동 내에서 일어나는 소음 및 진동현상의 경우 일반적으로 난류유동과 근처의 벽면사이의 유동유기진동에 의해 일어나게 된다. 복잡한 난류유동을 가지는 확장관의 단순한 경우에서 본 연구는 수행되었지만, 방사소음의 경우 주어진 모델에서 크기와 형상 그리고 두께 등에 상당히 영향을 받게 된다. 또한, 방사소음은 그 파가 퍼져나가면서 주위 시스템에 교란특성이나 불안정성을 야기시키게 되는데 결국 중요한 파단과 파손을 일으키게 된다. 본 연구는 다양한 상용프로그램들 (Fluent, NASTRAN, 그리고 VIRTUAL LAB)을 이용하여 이러한 현상을 파악하고자 하였다. 이 연구를 통해 유동소음에 있어 깔려있는 물리현상들을 이해하고자 하였다. 확장관의 경우 단면적의 급격한 변화에 의해 박리와 높은 압력강하를 겪게 되는데, 방사소음의 계산으로 이 방사소음의 크기가 100에서 500Hz영역에서 전체적으로 약 20dB정도 감소시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제50권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2013

The high-skewed and/or composite propellers of current interests to reduce the ship vibration and to increase the acoustic performance are likely to be exposed to the unexpected structural problems. One typical example is that the added mass effect on the propellers working in the non-uniform wake field reduces the natural frequency of the propeller leading to the resonance with the low-frequency excitation of the external forces. To avoid this resonance problem during the design stage, the technique of fluid-structure interaction has been developed, but the higher-order effect of the blade geometry deformation is not yet considered in evaluating the added mass effects. In this paper the fluid boundary-value problem is formulated by the potential-based panel method in the inviscid fluid region with the velocity inflow due to the body deformation, and the structural response of the solid body under the hydrodynamic loading is solved by applying the finite element method which implements the 20-node iso-parametric element model. The fluid-structure problem is solved iteratively. A basic fluid-sturcture interaction study is performed with the simple rectangular plates of thin thickness with various planform submerged in the water of infinite extent. The computations show good correlation with the experimental results of Linholm, et al. (1965).