• 대한기계학회논문집B
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• 제33권5호
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• pp.349-357
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• 2009

Effect of computational domain size in simulating of periodic obstacle flow has been investigated for the flow past tube banks. Reynolds number, defined by freestream velocity ($U_{\infty}$) and cylinder diameter (d), was fixed as 200, and center-to-center distance (P) as 1.5d. In-line square array and staggered square array were considered. Drag coefficient, lift coefficient and Strouhal number were calculated depending on domain size. Circular cylinders were implemented on a Cartesian grid system by using an immersed boundary method. Boundary condition is periodic in both streamwise and lateral directions. Previous studies in literature often use a square domain with a side length of P, which contains only one cylinder. However, this study reveals that the domain size is improper. Especially, RMS values of flow-induced forces are most sensitive to the domain size.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.31-38
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• 2010

PBG 구조의 메타물질 설계시 패턴 형태와 배열 구조에 따른 금지대역(bandgap)을 정확하게 설계하기 어려운 문제가 있다. 본 논문에서는 2차원 배열구조로 어떤 모양의 패턴에 대해서도 빠르고 정확하게 원하는 금지대역을 설계할 수 있는 방법을 제안한다. 2차원 평면상의 메타물질 구조는 주기배열로 이루어져 있기 때문에 FDTD 수치해석 방법에 주기경계조건을 부여함으로서 계산영역을 줄였다. 또한 각 패턴이 갖는 L, C 값을 2차원적으로 고려하여 계산하였기 때문에 보다 정확한 설계가 가능하였다. 5GHz 대역에서 정사각형 패턴을 갖는 메타물질을 설계하여 기존의 마이크로스트립 선로를 이용한 1차원 메타물질 해석 값과 비교하였을 때 정확도가 평균적으로 14.7% 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.112-119
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• 2002

주기적으로 배열된 액체 로켓엔진의 연료 분사기 배열에 대한 3차원 열전달 수치해석을 수행하였다. 해석에는 SIMPLE 알고리즘을 사용한 유한체적법이 적용되었으며 2차원 후향 계단에 대해서 기존의 문헌과 일치하는 열전달 결과를 주었다. 분사기 요소 사이의 거리가 가까울수록 누셀 수와 압력강하가 증가하였다. 레이놀즈 수가 증가할 경우, 누셀 수는 증가 하였으며 무차원 압력강하는 약간 감소하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1099-1103
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• 2011

기존의 WBK(와이어 직조 카고메)의 기계적 강도와 강성은 WBK 를 구성하는 요소가 반듯하다는 가정 아래에서 계산되었다. 실제 WBK 의 요소는 3 차원 나선형상을 이루고 있어 계산된 이론 해와 실험 결과값과 차이를 보인다. 이번 연구에서는 정확한 WBK 의 기계적 강도와 강성을 위해 하나의 트러스 요소의 굴곡 효과와 브레이징 접합 부를 고려하여 계산하였다. 또한 예측한 이론 해의 검증을 위한 경계주기조건(PBC) 유한요소해석을 수행하여 실험 결과값과 비교 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.239-245
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• 2014

강화재의 복잡한 배열로 인하여 복합재 구조에 대한 유한요소 모델링은 상당히 까다로운 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 복합재 구조에 대하여 효율적으로 주기 격자망을 생성시킬 수 있는 기법을 제안한다. 먼저 육면체 유한요소로 구성된 규칙적인 격자망을 준비하고, 이를 복합재 내의 강화재에 대한 표면 정보에 맞추어 깎아낸다. 강화재와 기지재 사이에서 깎여진 육면체 유한요소는 임의의 절점과 면을 가질 수 있는 다면체 유한요소에 해당한다. 일관된 알고리즘을 이용하여 육면체 유한요소를 깎아내기 때문에 강화재와 기지재 사이의 요소는 자동적으로 적합한 형태로 구성된다. 또한 대표체적영역 내에서 강화재의 주기성을 추가적으로 고려하면, 대표체적영역에 대한 각각의 주기 경계 쌍에서 절점과 요소의 형태가 모두 일치하는 주기 격자망을 효율적으로 생성시킬 수 있다. 그러므로 별도의 처리 없이 대표체적영역에 주기 경계조건을 부여할 수 있다. 수치예제에서는 본 논문에서 제안한 기법의 효용성을 검증한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.99-105
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• 2022

본 논문은 3-방향 직물 복합재료의 대표 단위 셀의 모델링 방법에 대해 검증하여 붐 구조물의 기계적 특성에 대해 연구하였다. 대표 단위 셀의 모델링에는 빔 요소에 주기적 경계 조건을 이용하여 인장, 전단, 굽힘, 비틀림의 거동을 모사한 해석을 통해 ABD 행렬을 구했다. 유한 요소 프로그램을 통한 인장 해석과 만능재료 시험기를 이용한 실험 결과를 비교하여 ABD 행렬을 검증하였다. 3-방향 직물 복합재료 붐 구조물의 기계적 특성을 굽힘 해석과 실험을 통해 확인하였다. 이를 통해 3-방향 직물 복합재료를 이용한 구조물 거동 특성을 확인하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.937-947
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• 2003

지진해일 또는 조석과 같은 파의 거동을 수치모의할 때 해안선의 위치는 파랑의 움직임에 따라 끊임없이 이동하게 된다. 따라서, 이를 수치모형에 효과적으로 반영하기 위해서는 수치모형의 경계선을 파랑의 움직임에 따라 이동시켜야 한다. 본 연구에서는 경사지형을 계단지형으로 단순화한 이동경계조건에 대해 해안선의 이동을 보다 정확히 모의하기 위하여 천수방정식의 비선형항을 2차 정확도의 풍상차분기법으로 차분화하여 해석하였다. 개발된 수치모형을 검증하기 위하여 바닥마찰이 없는 것으로 가정된 타원형 수조에서의 유체의 주기적인 거동을 수치해석하였으며, 원형섬에서의 처오름높이를 계산하여 수리실험결과와 비교하였다. 수치해석의 결과는 수리실험 결과와 양호하게 일치하였다.

• 한국음향학회지
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• 제31권1호
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• pp.11-18
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• 2012

본 논문은 경계가 주기적으로 변하는 주름관에 음파가 전파할 때 발생하는 차단주파수밴드 (stopband)를 이론 및 BEM으로 해석한 내용을 다루었다. 2-D 덕트를 고려하였으며 경계가 길이방향의 사인함수로 변하는 주름관에서 주름의 크기가 덕트 높이에 비해 충분히 작은 경우 다중 스케일 섭동법 (Multiple Scaling Perturbation Method)을 이용하여 해를 구하였다. 주파수가 복소수가 되는 조건에서 Bragg 공진과 Non-Bragg 공진에서 발생하는 차단주파수밴드의 형성조건을 구하였다. 2-D BEM 해석을 수행하여 주름관의 삽입손실 (Insertion Loss)을 계산하였으며 이론적으로 예측한 차단주파수밴드의 존재를 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.76-85
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• 2014

본 연구에서는 다양한 열팽창계수 예측기법을 활용해서 섬유강화 복합재료 라미나 등가 열팽창계수 예측을 수행하였다. 등가열팽창계수를 예측하는 많은 식들이 제안되어 왔지만 사용대상에 따라 제약이 있거나, 예측결과가 시험결과와 잘 일치하지 않는 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서 실제 복합재료 형상과 유사한 대표체적요소를 선정하여 유한요소 모델링을 수행하고 여기에 주기적 경계조건을 부여하여 재료의 등가열팽창계수를 예측하였다. 예측결과를 기존의 예측식 및 시험결과와 비교하여 그 성능을 검증하였으며, 별추적기 지지구조물의 열지향오차해석을 수행하고 다양한 예측물성을 따라 그 정확도를 검토하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.48-56
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• 2013

본 연구에서는 다양한 균질화 기법을 통해 섬유강화 복합재료 단일 적층판의 등가탄성계수를 예측을 수행하였다. 섬유강화 복합재료의 등가 탄성계수를 예측하는 해석식 및 준실험식 등 많은 기법들이 제안되어 왔지만 사용대상에 따라 제약이 있거나, 복합재료를 구성하는 섬유나 기지의 종류에 따라 예측결과가 시험결과와 잘 일치하지 않는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서 전산 균질화 기법을 통해 실제 복합재료 형상과 유사한 대표체적 요소를 선정하여 유한요소 모델링을 수행하고, 주기적 경계조건을 부여하여 등가 탄성계수를 예측하였다. 아울러 기존의 예측식 및 시험 결과와 비교하여 그 성능을 검증하였으며, 인공위성 복합재료 패널 구조해석결과에 미치는 영향에 대해 검토하였다.