• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권5호
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• pp.39-48
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• 2019

회전-고정자 혼합기 내의 난류 유동은 고속으로 회전하는 회전자와 고정자의 상호작용에 의해 발생되는 전단특성을 기반으로 한다. 본 연구에서는 유화연료 관련 회전-고정자 혼합기 시제품 모델에서 회전자와 고정자간의 상호작용에 의한 비정상상태 유동 특성 분석을 ANSYS FLUENT $k-{\varepsilon}$ (RKE) 난류 모델을 MRF 및 SMM에 적용하여 수행하였다. 회전자와 고정자의 경계에서 발생하는 유동 입자들의 거동과 전단 특성 그리고 설계 파라미터에 따른 속도분포와 난류와류소산 등의 경향을 전산유체역학 해석을 통해 예측 비교하여 모델의 효율성을 검증하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제20권2호
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• pp.82-87
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• 2015

A nozzle with vortex generator was used to develop the low pressure nozzle with high atomization performance and the nozzle atomized the liquid by centrifugal shear forces. In order to analyze the atomization characteristics, a shadowgraphy method was used and the measurement of droplet size was performed by using laser diffraction analyzer. The liquid injection pressure was fixed as 0.03 bar which is very low pressure and the gas injection pressures were changed from 0 bar to 2.0 bar. As a result, the breakup was achieved at the air injection pressure of 0.25 bar and over. The nozzle with the orifice diameter of 0.4 mm and the orifice gap of 0.25 mm presented small droplet diameters under 50 at the air injection pressure of 0.75 bar.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.347-352
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• 2019

본 연구는 소형 유도전동기 회전자를 생산공장에서 금형주조(die casting)로 제작 시 발생하는 cast 부 품질문제를 개선하기 위하여 수행되었다. 1차 연구결과와 현장 적용성을 고려한 수많은 parametric study를 통하여 새로운 rotor core cast model을 제안하였으며, 그 제안된 model에 대한 유효성을 평가, 검증하기 위하여 주조해석 전용프로그램을 사용한 수치해석과 실제품에 대한 현장실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 유도전동기 회전자의 새로운 cast model에 대한 충진해석을 수행한 결과 용탕은 하부 end ring 부를 먼저 충진하고 이동하여 상부 end ring, core slot 부분을 충진하고 최종적으로 core slot 부분에서 충진이 완료된다. 둘째, 새롭게 제안된 rotor core cast model에 대한 용탕의 유동 양상을 보면 하부 end ring 부에 용탕의 유동에 의한 와류가 적게 발생하였으며, 현장실험 결과 하부 end ring 부 단면에서 소량의 작은 결함만이 발견되었다. 셋째, 유도전동기 회전자 제작 시 rotor core cast 형상 변경을 통하여 end ring 부 결함 발생 면적이 약 70 % 감소한 양호한 품질의 회전자를 생산할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.115-120
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• 2018

본 연구에서는 산업현장에서 널리 사용되고 있는 소형 유도전동기의 회전자를 생산공장에서 금형주조(die casting)로 제작 시 rotor core cast의 품질을 평가하기 위하여 주조해석 전용 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과를 실험결과와 비교하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 유도전동기 회전자의 고압 금형주조 시 고속으로 사출된 알루미늄 용탕의 충진 양상을 시간 경과에 따라 평가한 결과, 용탕은 하부 end ring 부를 먼저 충진하고 수평으로 이동하여 상부 end ring, core slot 부분을 충진하여 최종적으로 core slot 부분에서 충진이 완료된다. 둘째, mould 내부에서의 용탕의 충진 양상을 보면 상부 end ring, core slot 부분보다 하부 end ring 부분에서 용탕의 유동에 의한 와류가 발생하여 결함 발생이 예측되었으며, 현장 실험결과 하부 end ring 부 단면에서 작고 큰 다수의 결함이 발견되었다. 셋째, 금형주조 작업으로 양호한 품질의 회전자를 제작하기 위해서는 cast 형상 변경이나 작업조건 등 추가적인 연구가 필요하며 이에 대해서는 추후에 보고할 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.10-17
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• 2007

Part 1에서 수행된 검정금파리의 “8자 운동”에 대한 해석결과는 와류들이 양력과 추력발생에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 곤충날개에서 발생되는 공기역학적 힘은 레이놀즈수와 같은 공기역학적 요소와 더불어 진동수, 운동진폭, 운동성분 등과 같은 운동학적적 요소들 또 날개의 형태 및 개수등과 같은 형태학적 요소들에 따를 것으로 생각된다. 본 연구에서는 레이놀즈수, 진동수 그리고 운동성분에 따른 양력과 추력발생을 고찰함으로써 이들이 공기역학적으로 어떤 영향을 미치는가를 조사하였다. 이로써 part 1의 결과를 물리적으로 좀 더 상세하게 설명할 수 있는 근거를 찾고자 하였다. 해석결과 “8자 운동”을 구성하는 운동성분 중 회전운동이 추력발생에 지배적인 역할을 하고 있었으며, 또한 추력발생은 반시계 방향의 회전순환과 깊은 관련이 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권10호
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• pp.677-690
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• 2022

Actuator disk method 기반의 유동 해석자를 이용하여 수직 이착륙 복합형 비행체 중 하나인 이중 덕트 팬 항공기에 대한 공력해석을 수행하고 관련 지면 효과를 분석하였다. 회전 격자 기법을 이용한 해석결과와의 비교를 통해, 지면 효과 분석을 위한 해석자의 특성과 정확도를 함께 평가하였다. 지면과의 거리에 따른 공력 성능과 유동장 특성을 분석하였다. 지면과의 거리가 가까울수록 팬 추력은 증가하지만, 덕트, 동체, 날개의 수직력 감소로 인한 총 수직력 및 제자리 비행 효율의 저하를 확인하였다. 동체 하부의 유동장 분석으로부터 팬 후류와 지면 간의 상호작용에 의해 발생하는 지면 와류와 분수 유동을 확인하고, 이들이 비행체 공력 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 속도 프로파일 비교/검토를 통해 비행체로부터의 거리와 방향에 따른 기체 주변 아웃워시의 강도와 특성을 분석하였다. 또한 콜렉티브 피치각에 따른 지면 효과의 영향을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.75-75
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• 2011

본 논문에서는 진동중인 교량 거더에 작용하는 풍하중을 산정하고 그에 따른 플러터 발생풍속을 예측하기 위하여 분산형 전산환경을 활용한 수치해석 연구를 수행하였다. 분산형 전산환경은 웹 포탈을 기반으로 수치해석 환경을 제공하는 수치풍동 시스템으로서, 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)에 대한 전문지식이 부족한 사용자들도 격자생성, 수치해석자를 이용한 계산, 가시화 등의 전 과정을 편리하게 수행할 수 있는 차세대 토목분야 연구 환경이다. 본 시스템은 그리드스피어(GfidSphere)를 기반으로 구성되었으며, 기본적으로 사용자 관리, 세션 관리, 그룹 관리, 레이아웃 관리 등을 제공하여 사용자가 포탈을 통해서 다양한 서비스를 쉽게 사용할 수 있는 환경을 구축하도록 도와준다. 수치해석을 위한 유체 지배방정식은 2차원 비정상 비압축성 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식이며, pseudo compressibility 방법을 적용하였다. 비정상 유동장을 해석하기 위하여 이중시간 전진법(dual time stepping)을 사용하였으며, 수렴가속화를 위해 Multi-grid 기법을 적용하였다. 또한 난류 유동장 해석을 위해서 $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 사용하였으며, 난류 천이 과정에서의 유동을 모사하기 위하여 Total stress limitation 방법을 적용하였다. 교량 거더의 연직과 회전방향의 2자유도 움직임을 모사하기 위하여 동적격자 기법을 도입하였다. 교량 거더 주변의 비정상 유동해석 결과를 통해, 거더 표면에서 떨어져나가는 크고 작은 와류의 영향으로 양력 및 모멘트 계수 그래프가 중첩된 진폭과 주기를 갖고 주기적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 비정상 공기력을 적용한 2자유도 플러터 방정식을 통하여 플러터 발생풍속을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위하여 수치적으로 구한 플러터 발생풍속과 기존의 실험 및 수치해석 결과를 비교하였으며, 결과는 잘 일치하였다.