• 대한기계학회논문집B
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• 제28권6호
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• pp.619-627
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• 2004

In most industrial applications, the geometrical complexity is combined with the moving boundaries. These problems considerably increase the computational difficulties since they require, respectively, regeneration and deformation of the grid. As a result, engineering flow simulation is restricted. In order to solve this kind of problems the immersed boundary method was developed. In this study, the immersed boundary method is applied to the numerical simulation of stationary, rotating and oscillating cylinders in the 2-dimensional square cavity. No-slip velocity boundary conditions are given by imposing feedback forcing term to the momentum equation. Besides, this technique is used with a second-order accurate interpolation scheme in order to improve the accuracy of flow near the immersed boundaries. The governing equations for the mass and momentum using the immersed boundary method are discretized on the non-staggered grid by using the finite volume method. The results agree well with previous numerical and experimental results. This study presents the possibility of the immersed boundary method to apply to the complex flow experienced in the industrial applications. The usefulness of this method will be confirmed when we solve the complex geometries and moving bodies.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.399-402
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• 2005

본 연구에서는 초음속 자유유동과 제트 플룸 간의 간섭에 관련된 유동현상들을 수치해석적 방법을 이용하여 고찰하였다. 수치계산은 유한체적법으로 이산화한 압축성 mass-averaged Navier-Stokes 방정식에 표준 $k-{\omega}$ 난류모델을 적용하여 수행하였으며, 계산에 사용된 모델은 음속노즐을 가지는 동체후미부 만으로 단순화하였다. 수치계산결과는 플룸압력비, 기류마하수 및 베이스 직경이 플룸의 부족팽창에 의해서 동체후미부 상에 발생하는 plume-induced shock wave의 위치에 주는 영향에 대하여 주로 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권8호
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• pp.693-698
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• 2007

로터 공기역학 모사를 위한 수치해석 기법이 제안되었다. 국부적인 유동특성변수를 4차 정확도 내삽의 MUSCL 접근방법을 유한체적 공식에 적용시킴으로써 로터 블레이드로 부터 멀리 떨어져 성긴 격자영역에서의 비 물리적인 수치 확산을 개선시켰다. 또한, 유동특성변수에 따라 각각 다른 제한자를 적용함으로써 수치적인 소산작용을 억제하고 수치적 안정성을 높였다. 대표적인 로터 공기역학 응용문제에 적용한 결과 후류포획성능이 크게 개선됨을 확인하였으나 공력소음계산 결과는 전통적인 MUSCL 기법에 비교하여 큰 개선점은 없었다.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.29-34
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• 2003

압력파의 일종인 열음향파는 압축성유체를 급속히 가열 또는 냉각하는 경계면 근처에서 유체가 순간적으로 압축 및 팽창하는 경우에 발생하는 현상으로 자연대류가 일어나지 않는 우주공간에서는 매우 중요한 열전달 메커니즘이다. 본 연구에서는 공기로 채워진 공간에서 급속한 가열에 의하여 발생한 열음향파의 전달특성을 수치적인 방법에 의하여 평가하고자 유한체적법을 기반으로 비정상 지배방정식을 이산화하였으며, PISO알고리즘과 2계 상향기법을 적용하여 해석을 수행하였다. 안정적인 수치해는 50 $\times$ 800 개의 셀과 1 $\times$ $10^{-9}$ 시간간격을 적용하여 얻을 수 있었으며, 생성된 열음향파는 유체 속을 통과하면서 점성과 열소산에 의하여 점점 감쇠하여 가는 경향을 보였다. 생성된 압력파는 날카로운 전단과 점점 감소하여 길게 늘어지는 후단부를 갖는 형상을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.1-9
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• 2002

압력비에 따라 유동 구조가 달라지는 박리 노즐 유동을 수치적인 방법으로 해석하였다. 축대칭 Navier-Stokes 식에 유한 체적법을 적용하여 공간 차분항에는 AUSM 기법, 시간 차분항은 2차의 시간 정확도를 가지는 기법을 사용하였다. 형상이 주어진 노즐 유동은 압력비에 따라 1차원 해석해가 존재하지만, 수치적으로 해석된 축대칭 노즐 유동은 매우 복잡한 유동 구조를 나타내었다. 압력비에 따라 박리 또는 비박리 유동, 정상 또는 일정한 주기성을 가지는 비정상 유동, Regular reflection, recirculation이 존재하거나 존재하지 않는 Mach Reflection 등의 특징적인 유동을 가지고 있었다. 본 연구에서는 이러한 유동 구조 중에서 박리 노즐 유동을 고찰하여 일정한 규칙성을 가지고 유동 구분을 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.19-25
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• 2007

LNG 안전밸브는 LNG 수송배관 내부의 압력조절에 사용되며, 안전밸브를 통하는 유동은 소음과 진동을 동반하기 때문에 시스템에 부정적으로 작용한다. 본 연구에서는 LNG 안전밸브의 실용적인 설계를 위하여, 2차원 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식에 의한 유한 체적법을 사용하여 LNG 안전밸브를 통하는 압축성 유동의 특성을 수치해석적 방법으로 조사하였으며, 이론해석결과와 비교하였다. 수치해석 결과, 밸브판의 형상 및 노즐출구와 밸브판 사이의 간격은 밸브판에 미치는 기체역학적 힘에 상당한 영향을 미치며, 밸브판에서 추력계수가 급격하게 증가하는 노즐출구와 밸브판 사이의 거리가 존재하는 것을 알았다.

• 물과 미래
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• 제29권5호
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• pp.173-184
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• 1996

본 연구에서는 2차원 천수방정식을 지배방정식으로 이용하여 유속 및 수위분포를 계산할 수 있는 수치모델을 개발하였다. 유한체적법에 의한 이산화과정에서, 3차의 Runge-Kutta 방법과 3차 정도의 upwind scheme을 도입하여 지배방정식의 비정상항과 이송항을 이산화하였다. 개발된 모형의 정확성을 검증하기 위하여 마찰 없는 직사각형 수평수로에 적용하였으며, 수치모형에 의해 얻어진 수심과 유속이 정확해야 잘 일치하였다. 또한, 본 모형을 대칭 및 비대칭 단면축소부를 갖는 직사각형 수로에 적용하여 흐름에 대한 유속분포와 홍수파의 전파가 수치모의 하였으며, 그 결과는 흐름특성을 잘 묘사하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.285-288
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• 2008

본 연구는 연료(수소)층과 산화제(공기)층의 사이에 불활성기체(질소)또는 연료(수소)를 평행분사하는 수치해석을 다루고 있다. 수치해석을 위해서 완전 보존되는 비정상 2차 시간정확도법과 2차 TVD방법이 유한 체적법과 사용되었다. 결과는 3가지 종류로 구성되어있다. 첫째는 연료와 산화제의 단일 혼합층이고, 둘째는 연료와 산화제의 사이에 불활성기체를 분사하는 방식이며, 세 번째는 연료와 산화제의 사이에 연료를 분사하는 방식이다. 전체 유동층의 수직두께는 4cm이며 삽입된 중간층의 두께는 1,2,4mm의 세가지 경우에 대하여 계산하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제1권1호
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• pp.128-144
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• 1998

일반적인 선형 탄성해석 경계 요소법이 초 고속 회전과 정상 열전도에 의한 열 탄성 효과가 고려된 문제에 적용되었다. 축대칭 경계 요소법 구성이 요약되었고, 등가 경계 적분 방정식의 물체력 핵 함수의 체적 적분 전환방법에 일반화된 내적과 벡터 연산법 개념이 도입되었다. 고차 경계 요소 적용을 위한 이산화 수치 해석법이 요약되었고, 소형 젯트 엔진(ADD 500)의 터어빈 로우터 디스크의 해석 결과가 유한 요소해와 비교되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.348-355
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• 2004

본 연구에서는 geosynthetics로 보강된 다짐토의 보강 메카니즘을 파악하기 위한 목적으로 실내시험 및 수치계산 수행하였다. 본 연구에서 고려하는 보강 메카니즘은 전단에 의한 다짐토의 체적 팽창(부의 다일렌탄시)을 geosynthetics에 의해 구속 억제하는 과정에서 생성되는 효과로 생각한다. 먼저, 실내실험을 위한 구제직인 방법으로서, geosynthetics의 보강효과를 정량직으로 파악하기 위하여 사질토를 다짐하여 공시체를 만들어 그 주위에 geosynthetics를 설치하여 전체적으로 압축전단 시험을 실시하였다. 또한, 다짐토의 다짐도를 달리 하고 한 가지 종류만의 geosynthetics를 이용하여, 다짐토와 geosynthetics의 상호작용에 따른 압축력 변화, geosynthetics의 인장력 변화 및 공시체의 파괴 진행상황 등을 살펴보았다. 수치계산에서는 다짐토의 다일렌탄시 특성에 대하여 표현 가능한 탄소성 구성모델을 이용하였다. 또한, 탄소성 구성 모델에서의 항복 이전의 탄성영역의 거동을 묘사하기 위하여 Hashiguchi(1989)가 제안한 subloading surface의 개념을 도입하였고, 유한요소(FEM)해석을 통해 얻어진 결과들을 실내시험의 결과와 비교 분석하였으며, 그 결과 양자 양호한 결과를 얻었다.