• 한국항해항만학회지
• /
• 제47권1호
• /
• pp.10-17
• /
• 2023

최근 자율운항선박 개발을 위한 연구가 국내외에서 추진 중에 있다. 자율운항선박 개발에서 핵심기술 중 하나는 항로추종인데, 항로추종은 선박의 안전성 확보에 중요하기 때문에 자율운항선박 설계 시 사전평가 해야 한다. 본 연구의 목적은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능의 시각적 및 정량적 평가기법을 개발하기 위한 것이다. 이 평가기법은 전산유체역학 기반의 자유 항주 모델과 LOS(Line-of-Sight) 알고리즘을 연계하여 개발하였다. 평가기법 중, 시각적 평가는 항로추종 중인 선박에 의해 생성되는 파계를 전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 가시화하여 평가하고, 정량적 평가는 목표 선수방위각과 추정 선수방위각 사이의 차이 값과 계획항로와 추종항로 사이의 거리 차이 값을 이용하여 평가하였다. 항로추종성능 평가 결과, 항로추종 중 변침지점 부근에서 항로이탈편차가 크게 발생함을 알았고, 또한 선박 주위 유동의 시각화를 통해 선박 주위 유체 현상을 쉽게 파악할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 평가기법은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능 평가에 관한 시각적 및 정량적 평가에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2001

본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권7호
• /
• pp.9-17
• /
• 2005

비정상 패널법을 이용하여 복엽기 형태 배치의 복식 플랩핑 에어포일들에 대한 후류의 형상 및 추력 특성을 연구하였다. 에어포일들에서 발생하는 후류 형상은 와핵 모델, 와핵 첨가법 그리고 4계 Runge-Kutta 법을 사용하여 계산하였다. 해석 결과는 유동 가시화, 엄밀해 그리고 전산 해석 결과와 비교하여 검증하였다. 복엽기 배치의 에어포일의 경우, 두께 및 캠버는 추력을 감소시키는 효과가 있었다. 플런징과 피칭 운동들 사이의 위상차가 90도 및 120도 일 때 최대 추력이 발생하였다. 플런지 속도 및 피치 크기가 클수록 추력은 증가하였다. 에어포일 사이의 거리가 감소할수록 추력은 증가하나, 0.6c 이하로 가까워질 경우 추력은 감소하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.6-10
• /
• 2011

실린더형 챔버내에서 정전기 방전에너지 변화에 따른 가솔린-공기 혼합물의 화염전파에 관한 영향을 조사하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 3개의 서로 다른 정전기 방전 에너지(1 mJ, 50 mJ 및 98 mJ)를 실험변수로 사용하였으며, 점화원 전극 주변의 미연소가스 유동장을 가시화하기 위해 고속 PIV 시스템을 적용하였다. 정전기 방전 에너지가 증가할 때, 점화원 핵은 찌그러면서 초기화염에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 초기화염 동안에 화염속도는 점화에너지가 높을수록 증가하는 것으로 나타났으나, 초기화염 이후에 시간이 증가할수록 화염속도는점화에너지에 관계없이 거의 유사하였으며, 이는 문헌[5]에서 보여진 전산유체 모델링 결과의 경향과 거의 유사하였다. 또한, 점화에너지가 증가할 때 전파하는 화염 전면의 미연소가스 속도장은 증가하는 것으로 나타났다.

• 융합보안논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.33-42
• /
• 2018

CFD 해석 기술은 열 또는 유체 유동과 관련한 산업 전분야에 걸친 제품의 설계, 개발 시에 컴퓨터를 응용하는 해석기술로서, 컴퓨터를 이용한 가상 시험 (시뮬레이션)을 통해 개발기간 단축, 비용절감 등을 이루고자 활용되고 있다. 그러나 CFD 해석을 위해서는 고가의 외산 상용 CFD 소프트웨어의 사용이 일반적이다. 이에 대한 대안으로 Opensource 기반의 CFD 소프트웨어가 있으나 텍스트 인터페이스 환경만을 지원하기 때문에 전문적인 지식을 가진 사용자만이 사용 가능하다. 이에 본 기술개발에서는 상용 CFD 해석 소프트웨어 수준의 신뢰도를 가지며, 국내외적으로 많은 사용자를 확보하고 있는 Opensource 기반의 CFD 소프트웨어인 OpenFOAM에 대하여 그래픽 기반 환경 설정을 지원하도록 구성하여 전문가뿐만 아니라 초보자도 쉽게 CFD 해석 환경의 구축이 가능하도록 하는 환경을 개발하였다. 또한 개발된 시스템은 CFD 해석을 위한 전처리(형상 및 격자생성) 환경과 후처리(결과 분석 및 가시화)를 위한 환경을 연계를 지원하여 하나의 플랫폼안에서 통합된 CFD 해석 프로세스가 가능하도록 지원한다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.147-157
• /
• 2018

4차 산업혁명과 함께 국내외로 최첨단융합기술이 농업분야에 적용되기 시작하면서, ICT, 스마트팜 등이 농촌에 보급되기 시작하였다. 그러나 국내 농촌인구수의 지속적인 감소, 고령화로 인하여 최신 기술들의 전파에 어려움이 많은 실정이다. 이에, 다양한 농민 교육 프로그램이 필요한 가운데, 최근 가상현실 기술이 떠오르면서, 농민교육용 프로그램 개발에 활용을 고려해 볼 수 있다. 현재 가상현실 기술은 교육, 의료, 오락 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 교육효과의 증진, 경제적인 교육, 위험성 감소 등의 장점을 바탕으로 농업 분야에 접목이 가능할 것으로 판단하였다. 특히, 스마트팜의 경우 내부의 환경 조절을 위하여 다양한 기술이 집약되어 운영이 되기 때문에, 농민들이 이러한 공기역학적 환경 분포를 이해하는데 가상현실 기술이 매우 효과적일 수 있다. 이를 위해서는 유동, 온도, 가스 등의 분석 및 측정 결과를 바탕으로 가시화하는 기술이 필요하다. 현장에서 직접 환경 요소를 측정하는 것에 한계가 있기 때문에, 최근 연구가 활발하게 이루어지고 있는 전산유체역학을 통한 농업시설 내의 환경 분포 및 에너지 부하를 분석결과를 융합하면 용이할 것으로 사료된다. 또한 농민이 대상이기 때문에 사용자 편의성을 고려한 인터페이스 구축이 병행되어야 할 것이다.