• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.88.2-88.2
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• 2011

본 연구는 아연/공기전지 설계기술 개발을 위한 기초 연구로서 전산해석을 이용하여 전해질 유동에 따른 아연/공기전지의 성능 예측에 관한 것이다. 전산해석모델은 전기화학 방정식과 유체유동 방정식으로 구성하였으며, 화학종 반응에 관한 지배방정식으로는 Nernst-Planck식을 이용하였고 전극표면의 전기화학반응은 Butler-Volmer식을 이용하였다. 또한 유체유동 방정식은 Navier-Stoke식을 적용하여 전해질 유동에 따른 전기화학적 성능 변화를 모사하였다. 아연/공기전지 성능 평가 실험으로부터 얻은 I-V 곡선과 전산해석결과와의 비교/분석을 통하여 전기화학모델의 타당성을 검증하였으며, 유체 유동 방정식과의 연동해석을 적용하여 전해질 유입 위치 및 유입 속도에 따른 아연/공기전지의 성능 변화를 조사하였다. 아연/공기전지의 성능은 전해질 유입 위치가 아연극에 가까울수록, 유입 속도가 빠를수록 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.2
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• pp.135-143
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• 2017

A customized CFD simulator to perform thermo-fluid dynamic simulations of an HVAC for an indoor space is presented. This simulation system has been developed for engineers studying architectural engineering, as the HVAC mechanical systems used in housings and buildings. Hence, all functions and options are so designed to be suitable that they are suitable for non-CFD experts as well as CFD engineers. A Computational mesh is generated by open-source libraries, FEMM (Finite Element Method Magnetics), and OpenFOAM. Once the boundary conditions are set, the fluid dynamic calculations are performed using the OpenFOAM solver. Numerical results are validated by comparing them with the experimental data for a simple indoor air flow case. In this paper, an entirely new calculation process is introduced, and the flow simulation results for a sample office room are also discussed.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.1
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• pp.126-134
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• 2012

The Single Species, Unreacted Flow Model which is effectively applicable on the computational analysis of rocket exhaust flow is introduced in this paper. The basic concept of this model had been originated from chemically frozen analysis of hot air but it was complemented by compensating molecular weight and specific heat which was obtained CEA code analysis of exhaust plume. Comparing single species, unreacted model with the finite chemistry model, unreacted model can reduce calculation time to 1/5 while it makes similar simulation results.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1999.05a
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• pp.131-136
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• 1999

박리를 수반하는 진동하는 이차원 익형 주위의 비정상 유동장에 대해 SST 난류 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. SST 모델은 정상 유동장 해석에서 기존의 난류 모델에 비해 우수한 성능을 보인다고 알려져 있으나 큰 박리영역에서 공력 계수의 진동 현상을 보이는 등 비정상 유동장 해석에 문제점을 보이고 있다. 본 논문에서는 이러한 공력 계수의 진동 현상이 SST 모델을 이차원으로 확장하는 과정에서 발생한 것임을 밝히고 이에 대한 보완을 통하여 수정된 SST 모델을 제시하고자 한다. SST 모델의 기본이 되었던 BSL 모델 및 SST 모델, 수정된 SST 모델을 사용하여 정상 유동장과 비정상 유동장 해석을 수행하여 각 모델의 난류 유동장 해석 특성을 비교하고 이를 통하여 수정된 SST 모델이 박리를 수반하는 비정상 유동장 해석에서 원래의 SST 모델에 비해 향상된 결과를 나타남을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.336-340
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• 2017

When supersonic flow is through an internal duct, there forms a flow structure called pseudo-shock. Pseudo-shock is a result of shockwave-boundary layer interaction(SBLI) and to simulate pseudo-shock correctly, one needs to correctly anticipate not only the strength of the shock but also the boundary layer behavior as well. In this study, pseud-shockwave structure at a rectangular duct will be numerically simulated using dedicated inlet boundary conditions to obtain accurate solution in terms of its structure and pressure rise pattern.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.74-74
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• 2012

습식도금 전산해석에서 도금두께의 계산에는 전류밀도, 과전압, 도금효율 값의 영향을 받는다. 현재 상용되고 있는 도금 전산해석 시뮬레이션의 경우 이러한 도금용액의 특성값이 들어가나 유동(교반)에 따른 음극표면에서의 확산층 두께, 과전압변화를 적용하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통하여 도금용액(구리, 크롬, 아연)의 유동에 따른 데이터베이스를 확보하고 전산해석 시뮬레이션에 적용하여 계산하고 유동에 따른 도금두께 분포를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.137-141
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• 2006

컨테이너를 선박에 양 ${\cdot}$ 적하하는 장비인 컨테이너 크레인은 차폐물이 거의 없는 항만에 설치되며, 계류시 전체 높이가 100m에 달하게 되므로 풍하중에 매우 큰 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 컨테이너 크레인에 작용하는 풍하중을 정확하게 분석하기 위하여 풍력실험과 유한요소해석, 전산유동해석을 통하여 컨테이너 크레인이 받는 풍하중을 분석하였다. 우선 대기 경계층 풍동을 이용한 풍력실험을 수행하여 풍향 및 기계시 위치에 따른 풍력계소를 측정하고, 이를 이용하여 컨테이너 크레인이 받는 풍하증을 분석하였다. 그리고 풍력실험에서 얻어진 반력비를 이용하여 유한요소해석을 수행함으로써 컨테이너 크레인에 작용되는 풍하증과 지지점에서의 전도력을 계산하였다. 마지막으로 전산유동해석을 수행함으로써 컨테이너 크레인 주위의 유동현상을 고찰하고 컨테이너 크레인 표면에서의 풍압력과 풍하중을 실험결과와 비교 ${\cdot}$ 분석하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.2-2
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• 2009

전통적으로 선박 프로펠러의 설계에 사용되는 수치해석방법을 소개하고, 점성유동장에서 작동하는 프로펠러의 해석을 포텐셜 이론을 적용해서 수행하는 방법을 소개한다. 캐비테이션 해석 등 최근의 프로펠러 주위 유동의 해석에 CFD가 적용되는 예를 보이고, 프로펠러의 성능 검증을 위해 실제 선박에서 수행되는 실험의 예를 보이고자 한다.