• 대한기계학회논문집A
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• 제28권9호
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• pp.1320-1327
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• 2004

An efficient boundary-based technique is developed for addressing shape design sensitivity analysis in supercavitating flow problem. An analytical sensitivity formula in the form of a boundary integral is derived based on the continuum formulation for a general functional defined in potential flow problems. The formula, which is expressed in terms of the boundary solutions and shape variation vectors, can be conveniently used for gradient computation in a variety of shape design in potential flow problems. While the sensitivity can be calculated independent of the analysis means, such as the finite element method (FEM) or the boundary element method (BEM), the FEM is used for the analysis in this study because of its popularity and easy-to-use features. The advantage of using a boundary-based method is that the shape variation vectors are needed only on the boundary, not over the whole domain. The boundary shape variation vectors are conveniently computed by using finite perturbations of the shape geometry instead of complex analytical differentiation of the geometry functions. The supercavitating flow problem is chosen to illustrate the efficiency of the proposed methodology. Implementation issues for the sensitivity analysis and optimization procedure are also addressed in this flow problem.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.803-810
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• 1992

본 연구에서는 서산등과 Nishiyama등이 제시한 특이점 분포법에 의한 기초식 을 비선형으로 해석하기 위하여 익과 유한한 길이의 캐비티의 자유유선에 용출, 와, 이중용출 등의 특이점을 분포시켜서 수퍼캐비테이션을 발생시키는 익열의 유동장을 지 배하는 비선형의 적분방정식을 복소포텐셜로 나타내고 경계 요소법을 이용하여 수치계 산함으로써 수퍼비테이션익열의 유동에서의 수력특성을 구하는 데 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1047-1052
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• 2004

An efficient boundary-based technique is developed for addressing shape design sensitivity analysis in supercavitating flow problem. An analytical sensitivity formula in the form of a boundary integral is derived based on the continuum formulation for a general functional defined in potential flow problems. The formula, which is expressed in terms of the boundary solutions and shape variation vectors, can be conveniently used for gradient computation in a variety of shape design in potential flow problems. While the sensitivity can be calculated independent of the analysis means, such as the finite element method (FEM) or the boundary element method (BEM), the FEM is used for the analysis in this study because of its popularity and easy-touse features. The advantage of using a boundary-based method is that the shape variation vectors are needed only on the boundary, not over the whole domain. The boundary shape variation vectors are conveniently computed by using finite perturbations of the shape geometry instead of complex analytical differentiation of the geometry functions. The supercavitating flow problem is chosen to illustrate the efficiency of the proposed methodology. Implementation issues for and optimization procedure are addressed in this flow problem.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권10호
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• pp.869-875
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• 2006

본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형 자유수면 경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상 방향 패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전 저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 건형인 Wigley선형과 Series 60(CB=0.6)선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.47-53
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• 2005

본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형자유수면경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상방향패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 선형인 Wigley선형과 Series 60(C${_B}$=0.6)hull 선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.21-27
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• 1999

본 논문에서는 교란 포텐셜을 기저로 하는 패널방법을 사용하여 물제트를 분사하는 플랩을 가진 타의 성능해석을 수행하였다. 받음각이 큰 경우, 성능해석의 주요 인자가 되는 후류면의 위치를 구하기 위하여 후류면의 roll-up을 포함시킨 Pyo[1]의 방법을 사용하여 계산하였고, 경계면은 쌍곡면 패널로 이산화하였다. 플랩타의 본체와 플랩 사이의 간극유동을 점성유동인 Couette유동으로 가정하여 계산하였고, 간극 사이에서 분사되는 물제트는 유량변화를 소스로, 모멘텀변화를 떨어져 나가는 보오텍스로 가정하여, 간극의 입구와 출구 패널 위에서 경계조건으로 포함시켜 계산하였다. 본 방법의 수치적 검증을 위해 실험값이 존재하는 경우에 대해 실험값과 프로그램의 수치결과를 비교하였다. 비교 결과, 실험값은 계산값과 좋은 일치를 보임을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 2001

This study focuses on the potential flow analysis for a hull with the transom stern. The method is based on a low order panel method. The Kelvin type free-surface boundary condition which is known to better fit experimental data for a high speed is applied. To treat a dry transom stern effect a special treatment for the free-surface boundary condition is adopted at the free-surface region after the transom stern. Trim and sinkage, which are important in high speed ships, are considered by an iterative method. Pressure and momentum approaches are used to calculate the wave resistance. Numerical calculations are performed for Athena hull and these results are compared with the experimental data and also other computational results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권7호
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• pp.455-462
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• 2017

외부자기장에 의한 타원형 야누스 자성입자 사이의 자성 상호작용을 직접수치해석을 사용하여 분석하였다. 유한요소법에 기초한 가상영역법을 사용하여 입자계 유동해석을 수행하였고, 자기장 문제에서는 자성 포텐셜에 대한 지배방정식을 입자와 유체를 포함하는 전체영역에 대하여 풀어 자기장을 구하였다. 이 때 구해진 자기장으로부터 구한 맥스웰 응력을 사용하여 개별 입자에 작용하는 자기력이 계산된다. 입자의 운동과 최종적인 조립구조는 입자의 형상비, 개별 입자의 배향, 입자의 초기 분포에 크게 영향을 받는 것이 확인되었다. 또한 입자의 배향은 입자 주위의 유체 유동에도 영향을 주었다. 외부자기장에 의한 타원형 야누스 입자의 최종 조립구조는 앞서 언급한 인자들에 의해서 영향을 받은 것을 수치해석을 통해 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.30-36
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• 1999

본 논문에서는 교란 포텐셜을 기저로 하는 패널방법을 사용하여 정상 및 비정상 유동중의 덕트 프로펠러 성능해석을 수행하였다. 경계면은 쌍곡면패널로 이산화하였으며, 각 경계조건은 패널의 중심점에 적용하였고 Kutta조건의 수렴성 향상을 위해 Suh[1]의 방법을 사용하였다. 후류면의 위치계산을 위하여 덕트의 영향을 고려한 비선형 모델을 사용하였다. 비정상 유동중 해석은 시간영역에서 수행하였다. 수치적인 검증은 정상 및 비정상 유동중에 대해서 이루어졌으며 개발된 프로그램이 좋은 수렴성을 가지고 있음을 확인하였다. 날개와 덕트의 간격에 따른 날개의 순환분포 변화를 보였으며 No.19a 덕트를 갖는 Ka4-70 날개(피치비 1.2)에 대해 실험값과 개발된 프로그램의 수치결과를 비교하였다. 비교결과 실험값과 계산값은 좋은 일치를 보이고 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1066-1072
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• 2009

패널법(panel method)을 이용하여 포텐셜 유동조건에 있는 임의의 3차원 융합익기(Blended-Wing Body) 형상에 대해 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 본 연구 방법은 구간일정강도(piecewise constant strength) 용출(source) 및 중첩(doublet) 특이점(singularity)을 사용하고 Dirichlet 경계조건에 기초한 포텐셜 기저(potential based) 패널법과 물체고정좌표계의 각 방향에 대해 시간전진법(time-stepping method)을 결합한 방법이다. 본 프로그램은 임의의 3차원 BWB 형상 항공기의 공력해석을 빠르고 정확하게 수행할 수 있으며 BWB 항공기의 안정성을 위한 다양한 공력계수를 제공할 수 있다. 본 프로그램으로 3차원 정상/비정상 임의의 3차원 형상에 대하여 공력특성을 예측할 수 있어 BWB 항공기 설계단계, 비행 시뮬레이션과 같이 반복적 빠른 계산을 요구하는 실질적 응용에 크게 기여할 것이다.