• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.249-256
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• 2021

본 논문에서는 화학기상침투법(CVI) 공정으로 제작되는 탄소/탄소 복합재의 밀도화 과정을 수치해석적으로 연구하였다. 이를 위해 선행 연구에서 개발된 전산유체역학 모델과 반응로 내 주요 화학 반응 모델을 연계한 다중물리 수치해석 모델을 이용하여, 섬유 프리폼의 밀도와 공극률 변화를 다양한 측면에서 분석하였다. 특히 프리폼 주변 기체 유동의 형태에 따른 밀도화 변화를 알기 위해, 특정 형상의 구조물을 프리폼 주변에 배치시켜 유동을 변화시킨 후 프리폼의 밀도화를 계산하였다. 총 4가지 다른 형태의 구조물로 해석한 결과 프리폼 주변의 유동 형태 및 속도 분포를 구조물 형상으로 제어할 수 있었으며, 프리폼의 평균 밀도를 높이거나 밀도 편차를 감소시키는 것이 가능함을 확인하였다. 본 연구에서는 실제 산업 현장에서 사용되는 반응로와 공정 조건을 모델로 이용하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1035-1044
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• 2010

머리관련 전달함수는 음원으로부터 이도의 입구까지 소리의 전달함수로 인간이 소리의 위치를 판단하는 데 중요한 역할을 하는 함수이다. HRTF 는 개인간의 편차가 크게 나는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 한국인의 평균두형에 관해서 HRTF 를 해석하는 경계요소해석 모델을 개발하고 해석 결과와 실험결과와의 비교를 통해서 모델을 검증하였다. 또한 특정 성인에 대하여 CT 촬영을 통하여 두형, 귓바퀴 및 이도의 형상을 획득하여 이를 바탕으로 이도 내의 음향응답을 전 가청주파수에서 해석할 수 있는 모델을 개발하고 실험과의 비교를 통하여 모델을 검증하였다. 개발된 모델을 이용, 경계요소 해석을 수행하고 한국인 HRTF 의 특성에 영향을 미치는 인자를 살펴보았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2552-2557
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• 2007

Shape optimization of an internal cooling passage with staggered dimples on single surface is performed and performances of surrogates are evaluated in this paper. Optimizations are performed so that turbulent heat transfer can be enhanced compromising with pressure loss due to friction. The three-dimensional governing differential equations have been solved to find the overall Nusselt number and friction factor which are related to the objective functions of this problem. Three design variables were selected among the dimensionless geometric variables. Basic surrogate models such as second order polynomial response surface approximation (RSA), Kriging meta-modeling technique, radial basis neural network (RBNN), and derived press based averaged (PBA) surrogate model are constructed. The optimal points are searched from the above constructed surrogates by sequential quadratic programming (SQP). It is shown that use of multiple surrogates can increase the robustness in prediction of better design with minimum computational cost.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.356-361
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• 1996

물질전달과 열전달의 유사성을 이용하는 나프탈렌 승화법을 핵연료집합체 모델에 적용하여 봉다발에서의 국소 열전달 계수의 분포를 측정하였다. 실험 모델은 가압경수형 원자로에서 나타나는 부수로 즉, 벽면 부수로와 모서리 부수로 및 내부 부수로로 구성되는 3$\times$3 봉다발이다. 봉다발에서의 국소 열전달 계수 값은 부수로의 형상과 인접한 봉 및 벽면의 영향이 크게 작용하는 것으로 측정되었다. 내부 부수로에 둘러져 있는 봉에서의 국소 열전달계수값은 봉과 봉 사이에서는 부수로 중심 방향보다 낮았고, 평균열전달계수는 Dittus-Boelter의 상관식보다 약간 낮은 값을 보였다. 벽면 부수로에 인접한 봉에서의 열전달계수는 벽면의 영향으로 내부 부수로에 있는 봉보다 상대적으로 낮았으며, 모서리 부수로의 봉에서는 벽면의 영향이 증대되어 더욱 낮게 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2440-2443
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• 2008

This paper presents a three dimensional shape optimization procedure for a low-speed axial flow fan blade with a weighted average surrogate model. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with shear stress transport turbulence model are discretized by finite volume approximations. Six variables from airfoil profile and lean are selected as design variables. 3D RANS solver is used to evaluate the objective functions of total pressure efficiency. Surrogate approximation models for optimization have been employed to find the optimal design of fan blade. A search algorithm is used to find the optimal design in the design space from the constructed surrogate models for the objective function. The total pressure efficiency is increased by 0.31% with the weighted average surrogate model.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.233-240
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• 2015

본 연구에서는 다양한 형상변수들이 봅슬레이의 공력성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 삼차원 Reynolds-averaged Navier-Stoke 해석을 수행하였으며, 난류모델로는 표준 k-${\varepsilon}$ 모델이 사용하였다. 격자계로는 비정렬 사면체 격자를 사용하였다. 성능 평가를 위한 형상변수로는 전방범퍼의 장축의 길이, 범퍼의 높이, 그리고, 카울링 측면과 정면 각각에서의 곡률반경 등 네가지 변수를 설정하였으며. 이들이 공력성능으로 선정된 항력계수에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과, 범퍼의 높이와 카울링 측면의 곡률반경이 항력계수에 민감한 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1307-1313
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• 2011

전자제어식 차동제한 장치는 기계식에 비해서 능동제어가 가능하고 응답성이 좋아 기계식을 대체해 나가고 있다. STS 304 재질의 코일 하우징은 전자제어식 차동제한장치의 솔레노이드 어셈블리에서 가장 중요한 부품이다. 코일 하우징의 제조시 높은 형상 정밀도가 필수적이나, STS 304의 박판 사용과 가공변수의 변동으로 정밀 가공이 어렵다. 본 연구의 목적은 코일하우징의 가공조건에서 강건해를 구하여 평균과 변동을 최적화 하는 것이다. 코일하우징의 형상정밀도 평균과 표준편차를 최소화 하기 위한 주요 변수로 조의 척킹압력, 절삭속도, 이송속도의 평균과 표준편차가 고려됐다. 가공변수의 변동을 고려하여 평균과 표준편차를 모두 최소화 하는 최적의 조건을 선정하고자 반응표면모델 기반 2차 테일러 전개를 통한 강건 최적설계를 수행하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.42-50
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• 2018

Large Eddy Simulation (LES) 기반의 Fire Dynamics Simulator (FDS) Version(5와 6)에 따른 아격자 난류 및 연소모델의 변화가 헵탄 풀화재의 평균 화염높이에 미치는 영향이 검토되었다. 화재시뮬레이션을 위한 열발생률은 동일한 조건에서 수행된 실험을 통해 제공되었으며, FDS Version에 따른 평균 화염높이의 예측성능은 기존 상관식과의 비교를 통해 평가되었다. FDS 5와 6에 각각 적용된 Smagorinsky 및 Deardorff 난류 모델은 평균 유동장, 화염형상 및 화염높이에 큰 영향을 주지 않는다. 그러나 평균 화염높이를 포함한 풀화재 특성 차이는 주로 FDS 5와 6에 각각 적용된 혼합분율 및 Eddy Dissipation Concept (EDC) 연소모델 차이로 인하여 발생됨을 확인하였다. 마지막으로 FDS 6에 비해 FDS 5는 상당히 긴 화염높이의 예측결과를 제공하며, 기존 상관식과 보다 일치하는 평균 화염높이 예측이 가능함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.703-714
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• 2010

본 연구에서는 크리깅 기법을 이용하여 엇갈린 핀휜이 부착된 회전하는 내부냉각유로의 형상 최적화를 수행하였다. 냉각유로 형상의 여러 매개변수 중 핀의 지름과 높이의 비, 핀의 지름과 핀과 핀 사이의 거리의 비를 최적설계를 위한 설계변수로 선택하였다. 열전달 관련 목적함수와 마찰손실 관련 목적함수를 가중계수를 이용하여 선형적으로 결합한 목적함수를 정의하였다. 크리깅 모델을 구축하기 위해 라틴하이퍼큐브 샘플링기법에 의해 생성된 20개 실험점에서 목적함수가 SST난류모델을 사용한 삼차원 레이놀즈평균 나비어-스톡스(RANS) 유동해석법에 의해 계산되었다. 크리깅 기법을 통하여 예측된 목적함수값은 RANS해석을 이용해 계산된 값과 매우 작은 오차 범위 내에서 일치하였으며, 최적설계를 통해 목적함수가 11% 감소하는 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1383-1389
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• 2011

본 연구는 태양열 발전에 사용하는 공기식 다채널 체적식 흡수기의 일관성 있는 열전달 해석에 초점을 두고 있다. 이를 위해 흡수 소재 물성과 채널 형상 변화의 영향을 몬테카를로 광선추적법에 기반한 광학 모델과 전도, 대류, 복사를 고려한 1 차원 열전달 모델에 동시에 반영하였다. 광학 모델 결과는 채널 반경 대비 길이의 형상비가 매우 커서 대부분의 태양 에너지는 15 mm 이내의 짧은 길이에서 흡수됨을 증명하고 있다. 복사 열손실 분류를 통해 채널의 낮은 흡수율에서는 방사 손실은 줄지만 반사손실이 증가하여 흡수기 효율이 감소하는 것을 보였다. 큰 채널 반경이나 작은 질량 유량으로 인해 흡수기 평균 온도가 상승할 때, 방사 손실과 반사 손실 모두 증가하지만 방사 손실의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.