• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2003.08a
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• pp.76-81
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• 2003

전산유체공학에서 그래픽 인터페이스를 이용한 후처리 기법은 수렴된 해의 물리적 구조 및 특성을 이해하는데 있어 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 그래픽 환경을 이용하여 압축성 유동 해석 코드인 CSCM 수치해석 코드의 후처리 과정을 개발함으로서 코드전체의 완전성을 높이고자 하였다. Visual C++프로그램을 이용하여 Mesh plot, XY plot, 벡터 plot 및 contour plot이 가능한 후처리 프로그램을 개발하였으며 실시간으로 수치해석의 수렴정도를 파악할 수 있는 잔류항에 대한 그래픽 기능을 제공하게 하였다. 개발된 후처리 과정을 2차원 Compression ramp 및 Bump 문제의 해석결과에 대해 본 연구결과와 현재 유체해석의 후처리 프로그램으로 많은 사용자를 확보하고 있는 AMTEC사의 Tecplot 8.0 버전의 결과를 서로 비교해 본 결과 좋은 일치성을 보여주었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.1-9
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• 2001

유체-구조물 상호작용 효과를 고려하여, 실린더형 수중 구조물의 유한요소 모델을 상용 전산코드를 사용하여 작성하고 동적하중에 대한 응답해석을 수행하였다. 구조 유한요소에 부착되는 유체 유한요소로 인하여 발생하는 요소행렬의 비대칭성으로 인하여, 일반적으로 사용되는 유한요소 해석 전산코드로 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼해석을 수행하는 것은 불가능하다. 이 문제의 해결을 위하여, 등가 비 유체-구조물 상호작용 모델을 구성하고, 등가비 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼 해석 및 조화가진 응답해석 결과를 이용하여 유체-구조물 상호작용 모델의 스펙트럼 가진에 대한 동적 응답을 계산할 수 있는 효율적인 방법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.190.2-190.2
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• 2016

메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.223-227
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• 2005

최근 전산 유체의 발달로 이상 유동해석의 캐비테이션 모델 적용 방법이 발전되어 왔으나 다양한 수력학적 시스템에서 발생하는 캐비테이션 유동은 난류이며 물과 공기 사이에서의 복잡한 상호 작용을 가지고 있으므로 그 적용 예가 아직은 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 수중에서의 캐비테이션 해석과 이상 유동 해석을 위한 코드 개발 및 검증을 목적으로 3차원 회전체 주위의 캐비테이션 유동을 여러 가지 조건들의 변화를 적용하여 해석하였다. 또한 캐비테이션 발생과 관련한 다른 난류 모델에 적용하여 비교 분석을 수행하였다. 해석을 위한 모델의 지배방정식은 이상유동 Wavier-Stokes 방정식, 질량$\cdot$모멘텀 방정식의 혼합된 형태로 구성되어 있으며 방정식의 해를 구하기 위한 방법으로 유한차분법을 이용하였다. 해석결과의 신뢰성을 고려하여 반구형 실린더 주위의 캐비테이션 유동의 실험치와 비교 분석하였다. 그 결과, 본 연구의 수치 해석 방법과 실험적 방법의 결과가 강한 양의 상관관계를 가짐을 알 수 있었으며, 이러한 수치적 뒷받침은 본 연구의 전산수치 해석 방법이 앞으로의 여러 유동 해석으로의 적용 가능성을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.567-572
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• 1997

범용 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics) 코드인 CFX-F3D를 이용하여 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석을 수행하였다 3$\times$3 봉으로 구성된 부수로 사이의 난류 횡류(Crossflow) 혼합유동과 평행한 4개의 봉으로 이루어진 벽 수로에서의 난류 유동구조를 수치적으로 분석하여 각각의 실험결과와 비교하였다. 부수로 횡류 혼합유동의 경우 예측된 주 유동방향 평균 속도분포는 실험결과와 잘 일치하였으나 벽면과 인접한 부수로에서의 난류강도 분포는 다소 큰 차이가 나타났다. 백수로의 경우 수로 중심선 근처의 주 유동방향의 속도변화는 크게 예측되었고 벽 전단응력은 유로가 협소해지는 영역에서 낮게 예측되었으나 전반적으로 실험결과와 유사한 유동특성을 나타냈다. 이 연구는 봉 다발에서의 난류 유동구조에 대한 이해를 증진시킴과 더불어 CFX-F3D 코드를 평가함으로써 향후 지지격자와 임계열유속 증진장치가 부착된 복잡한 형상의 핵연료 다발에서의 유동장 수치해석의 기반을 마련하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.1 no.1
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• pp.35-46
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• 1996

원심형 임펠러 내부 유로등 큰 곡률을 수반하는 터보기계 요소의 유동해석을 위한 계산코드를 개발하였다. 이 코드에서는 곡선좌표계에 유도된 3차원 비압축성 Navier-Stokes의 운동 방정식을 SMAC 음해법으로 푼다. 이 코드를 이용하여 유로의 단면이 정사각형이고 90도로 굽은 덕트내부의 층류 입구유동을 해석하고, 굽은 관 특유의 유동현상을 수치모사하였다 또한 곡관부 입구에서 충분히 발달한 유동, 또는 발달중인 유동이 유입될 경우에 이것이 곡관부 내부의 유동에 미치는 영향을 상·하류의 계산영역이 서로 다를 몇몇 유동장에 대하여 조사하고, 본 계산에서 얻어진 결과와 실형결과와의 비교로 본 3차원 유동해석 코드의 유효성을 검토 하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2003.08a
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• pp.69-75
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• 2003

본 연구에서는 격자 생성, 초기유동조건 및 경계조건 설정 등 일련의 전처리 과정을 사용자에게 친숙한 그래픽 인터페이스 환경으로 개발하였다. MFC/Visual C++를 이용하여 개발된 전처리 프로그램은 Windows 계열의 OS와 호환이 가능하며, 기하학적 격자생성, 초기값 설정 및 수치해석 코드의 제어변수를 생성할 수 있다. 한편 사용자의 편의를 위해서 전처리 과정을 격자생성(단일격자생성, 다중격자생성), 유체 물성치정의, 경계조건 생성, 초기조건 생성 및 코드제어로 구분하였다. 개발된 전처리 프로그램의 특성으로서 다중 격자 생성 작업을 단일 격자계의 중첩으로 구성될 수 있도록 각 경계면을 "interface"형을 취하는 기능을 제공하도록 하였으며 개발된 전처리 과정을 16도의 경사면을 가지는 Compression ramp 문제 및 축대칭 Bump 문제에 적용하여 개발된 전처리 과정을 검증하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.1 no.1
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• pp.1-8
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• 1996

본 논문은 전산 유체 역학에서 필요한 3차원 다구획 격자구성 프로그램을 개발한 것이다. 유동장에 격자를 구성하는 것은 유동해석 방정식을 푸는 것 보다 일반적으로 시간이 더 소요되므로 격자구성 시간을 단축하기 위해서 사용자 편의를 도모하는 컴퓨터 화면과의 대화형 코드를 개발하였다. PIGG라고 부르는 본 격자구성 프로그램은 형상 모델링, 표면격자 구성, 유동장격자 생성, 그리고 격자의 재구성에 이르는 일련의 과정이 대화형/화면게시 형태로 수행된다. 본 PIGG를 이용하여 전통적인 전투기 형상 격자를 구성한 결과 많은 시간을 단축할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1999.11a
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• pp.201-206
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• 1999

현재 전세계적으로 과한 기술 연산용 리눅스 클러스터에 대한 연구와 개발이 진행되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 펜티엄 프로세서와 알파 프로세서 및 고속 이더넷을 이용한 리눅스 클러스터를 구현하고 이를 전산유체역학 분야에 적용하기 위한 선행연구로서 NAS의 병렬 벤치마크 프로그램인 NPB를 사용하여 리눅스 클러스터들의 성능을 비교 분석하였다. NPB 프로그램은 전산유체역학 분야의 해석프로그램에서 널리 이용되는 알고리즘들로 구성된 벤치마크의 프로그램으로 이를 이용한 성능 평가의 결과는 향후 리눅스 클러스터에서 실제 전산유체역학 코드들의 성능을 나타내는 중요한 지표가 될 수 있다. NPB 벤치마크 결과 리눅스 클러스터는 고가의 슈퍼컴퓨터에 비해 전산유체역학 분야에서 높은 가격 대 성능비를 보임을 알 수 있으며 이를 통하여 저비용 슈퍼컴퓨팅의 가능성을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.584-589
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• 1998

범용 전산유체 해석코드인 CFX 4.1을 사용하여 철재격납용기 표면을 전열면으로 이용하는 피동격납용기냉각계통에 대한 열전달 현상해석을 수행하였다. 철재격납용기 내부와 외부 채널에서 발생하는 열전달 현상을 모사하기 위하여 액막의 유동 및 온도계산 모델을 범용 전산유체해석코드인 CFX4.1에 적용하여 철재격납용기 내.외부의 표면을 흐르는 액막의 높이, 액막내 온도분포, 철재격납용기 내.외부의 온도, 유속 및 부피분율 등을 계산하는 복합 열전달 해석 방법론을 개발하였다. 해석결과는 향후 실험 둥을 통한 검증이 필요하나 피동형 격납용기템각계통에서 발생하는 물리적 현상들의 복합적인 거동 분석에 사용될 수 있는 것으로 평가되었다.