• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.6
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• pp.39-45
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• 2002

In this paper, a finite element formulation was introduced for the three-dimensional cure simulation of composite structures. Based on the formulation, a three-dimensional finite element code was developed. Numerical examples found in the literatures were solved for code verification. Results from the present analyses agreed well with the measured cure-induced temperatures. Unlike in one or two dimensional analysis, temperature and degree of cure were able to be calculated at any point within composite structures in the present analysis. The finite element program can be used for the cure simulation of composite structures with arbitrary geometry under non-uniform autoclave temperature distribution.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 1999.11a
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• pp.107-110
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• 1999

본 연구에서는 진공압추출법에 의해 제조되는 알루미나(AI$_2$O$_3$) 단섬유예비성형체의 제조공정시 발생하는 섬유들의 배향분포의 특징을 2차원 수치모사를 통해 밝혔다. 수치해석은 섬유의 배향분포를 2차원으로 가정한 후 제조공정시 섬유들이 적층되는 현상을 섬유의 낙하, 회전, 미끄러짐, 이동의 단계의 나누어 모델링하였다. 해석결과 섬유의 배향과 부피분율은 섬유의 종횡비(길이/지름)에 의해 크게 영향을 받으며, 배향 분포는 정규분포와 유사한 것으로 밝혀졌다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.3_4
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.187-190
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• 2003

복잡한 형상을 지나는 고분자 유체의 유동 해석은 학문적인 관심 뿐만 아니라 고분자 가공 공정을 이해하는데 많은 도움을 주기 때문에 산업적으로도 그 중요성이 높다. 그러나, 기하학적 복잡성이나 재료 자체의 비선형성으로 인하여 해석적인 접근에 한계가 있기 때문에 다양한 수치 해석법을 이용한 유동 해석이 주를 이루고 있다. 특히 고분자 가공 공정의 수치 모사에 있어서는 수치 해석법을 적용하는데 있어서도 완전한 3차원 해석보다는 여러 가지 가정을 적용한 2차원 내지는 2.5차원 해석이 주를 이루고 있어서도 완전한 3차원 해석보다는 여러 가지 가정을 적용한 2차원 내지는 2.5차원 해석이 주를 이루고 있는 실정이다. (중략)

• The Korean Journal of Rheology
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• v.2 no.2
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• pp.35-44
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• 1990

자유표면 유동을 수반하여 복잡한 구조를 지나는 유동문제를 수치모사할 수 있는 삼차원 유한요소법코드를 개발하였다. 정사각관을 대상으로 하는 삼차원 압출팽창 문제를 등온 뉴톤 유동뿐만아니라 비뉴톤유동 및 비등온 유동문제의 경우까지 다룰수 있도록 확장 하여 수치모사하였다. 삼차원 유한요소법 알고리듬에 pathline approach 방법과 사상방법을 적용시켜 등온 뉴톤 유체의 미동흐름에 대하여 압출 팽창문제를 푼 결과 팽창비가 대칭면에 서 최대 21.0%관의 모서리 부분에서 최소 4.1%로 나타났다 전단박화현상이 있는 비뉴톤 유 동의 경우 뉴톤유동에 비해 팽창이 작게 일어났고 비등온 유동의 경우 관벽온도가 낮은 쪽 이 높은 쪽에 비해 팽창이 크게 일어남을 알수 있었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.4
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• pp.251-257
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• 2011

In the present study, a 3-dimensional (3D) numerical model was developed to mimic the micro porous structure of a geological $CO_2$ storage reservoir. Especially, 3D modeling technique assigning random pore size to a 3D micro porous structure was devised. Numerical method using CFD (computational fluid dynamics) was applied for the 3D micro porous structure to calculate supercritical $CO_2$ flow field. The three different configurations of 3D micro porous model were designed and their flow fields were calculated. For the physical conditions of $CO_2$ flow, temperature and pressure were set up equivalent to geological underground condition where $CO_2$ fluid was stored. From the results, the characteristics of the supercritical $CO_2$ flow fields were scrutinized and the influence of the micro pore configuration on the flow field was investigated. In particular, the pressure difference and consequent $CO_2$ permeability were calculated and compared with increasing $CO_2$ flow rate.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.11 no.1
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• pp.14-19
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• 1989

본 해설에서는 이와같은 SOlution-Adaptive-Grid 방법중 1982년 Blackbill과 Salzman에 의하여 제안된 변분법을 이용한 Solution Adaptive Grid 방법에 대한 기본방정식 그리고 계산방법들을 소개하고자 한다. 이 방법은 논리적 구조에 있어서 명확하고 2차원 3차원 문제에 쉽게 확장시켜 적용할 수 잇기 때문에 많은 연구자들에 의하여 채택되고 있다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.14 no.1
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• pp.98-104
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• 2011

Numerical simulation in exploration geophysics provides important insights into subsurface wave propagation phenomena. Although elastic wave simulations take longer to compute than acoustic simulations, an elastic simulator can construct more realistic wavefields including shear components. Therefore, it is suitable for exploration of the responses of elastic bodies. To overcome the long duration of the calculations, we use a Graphic Processing Unit (GPU) to accelerate the elastic wave simulation. Because a GPU has many processors and a wide memory bandwidth, we can use it in a parallelised computing architecture. The GPU board used in this study is an NVIDIA Tesla C1060, which has 240 processors and a 102 GB/s memory bandwidth. Despite the availability of a parallel computing architecture (CUDA), developed by NVIDIA, we must optimise the usage of the different types of memory on the GPU device, and the sequence of calculations, to obtain a significant speedup of the computation. In this study, we simulate two- (2D) and threedimensional (3D) elastic wave propagation using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method on GPUs. In the wave propagation simulation, we adopt the staggered-grid method, which is one of the conventional FD schemes, since this method can achieve sufficient accuracy for use in numerical modelling in geophysics. Our simulator optimises the usage of memory on the GPU device to reduce data access times, and uses faster memory as much as possible. This is a key factor in GPU computing. By using one GPU device and optimising its memory usage, we improved the computation time by more than 14 times in the 2D simulation, and over six times in the 3D simulation, compared with one CPU. Furthermore, by using three GPUs, we succeeded in accelerating the 3D simulation 10 times.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.1
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• pp.99-105
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• 1996

본 연구에서는 TIMA를 전구체로 하는 수직형 MOCVD 반응기를 대상으로 수학적 모델을 세우고 컴퓨터에 의한 수치모사를 수행하여 반응기 설계 변수 및 공정조건이 AI의 증착속도와 증착두께 분포에 미치는 영향을 알아보았다. 수학적 모델은 수직형 반응기를 축대칭으로 보아 2차원으로 수립하였으며 반응기내의 운동량전달, 열전달, 물질전달을 포함한다. 이 수학적 모델의 지배 방정식들에 대하여 Galerkin 유한요소법을 적용하여 수치적으로 반응기 내의 유체 흐름 구조, 온도분포와 반응물의 농도 분포를 구하였다. 수치모사 결과 AI의 증착속도는 반응기 압력이 0.47torr, 기판온도가 25$0^{\circ}C$, 유량이 7.5sccm일 경우, 190-230$\AA$/min로 나타났다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04b
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• pp.586-592
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• 2000

터보머신 태부에 존재하는 정익 - 동익의 상호작용 유동현상을 수치모사 하는 코드를 병렬화 하였다 정익 - 동익의 상호작용을 해석하는 데에 편리하도륵 Multi-Block Grid System을 도입하여 계산영역을 형성하였고, 동익의 움직임으로 인해 발생하는 Sliding Interface부분은 Patched 알고리즘을 적용하여 해석하였다. 정익과 동익의 수를 1대 1로 단순화시켜 수치모사한 결과와 정익과 동익의 수를 실제 조건과 더 비슷하게 설정한 3대 4의 비율로 맞추어 수치모사한 결과를 비교하였다. 또한, 병렬컴퓨팅으로 인해 단축된 계산시간을 다른 연구에서의 계산시간들과 서로 비교하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식이 이용되었고, 난류모델링에는 K-w SST 모델링이 적응되었다. Roe의 FDS 기법을 사용하여 플럭스를 계산하였고, MUSCL 기법을 적용하여 3차의 공간정확도를 갖도록 하였다. 시간적분에는 이보성의 DP-SGS를 사용하였다. 해석결과의 분석에는 Time-averaged pressure distribution과 Pressure amplitude distribution 데이터를 사용했다.