• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권3호
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• pp.395-402
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• 2002

This paper shows how to formulate the transient analysis of 2-dimensional Hagen-Poiseuille flow using smoothed particle hydrodynamics (SPH). Treatments of viscosity, particle approximation and boundary conditions are explained. Numerical tests are calculated to examine effects caused by the number of particles, the number of particles per smoothing length, artificial viscosity and time increments for 2-dimensional Hagen-Poiseuille flow. Artificial viscosity for reducing the numerical instability directly affects the velocity of the flow, though effects of the other parameters do not produce as much effect as artificial viscosity. Numerical solutions using SPH show close agreement with the exact ones for the model flow, but SPH parameter must be chosen carefully Numerical solutions indicate that SPH is also an effective method for the analysis of 2-dimensional Hagen-Poiseuille flow.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권10호
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• pp.1436-1444
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• 2002

A three dimensional numerical model was developed to analyze the mold filling and solidification processes straightforwardly in a casting processes. On the basis of the SIMPLER algorithm, the VOF method and the Equivalent Specific Heat method were adopted to deal with the free surface behavior and the latent heat evolution. The complete model has been validated using exact solutions and experimental results. The importance of three-dimensional effects has been highlighted by comparing the results from the three-dimensional analysis with those given by a two-dimensional analysis.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제11권3호
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• pp.1-8
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• 1982

When exact analytical solutions to certain type of heat conduction problems are quite cumbersome or not obtainable, it is important to introduce approximate analytical methods which are simple and useful compared with numerical methods. In this study, therefore, the Heat Balance Integral Method is applied to analysis of steady-state conduction in a straight fin of trapezoidal profile, and the two-dimensional temperature distribution in the fin and the approximate fin efficiency are obtained. Results are compared with those by the one- dimensional analysis and two-dimensional numerical analysis for a wide range of Biot numbers. It is shown that the two-dimensional temperature distribution obtained by the integral method is in good agreement with that by the finite element method at Biot numbers for which the result by the one-dimensional analysis is unreliable.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.388-397
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• 2012

본 연구에서는 3차원수치파동수조에 규칙파뿐만 아니라 안정적인 불규칙파가 조파될 수 있는 새로운 조파시스템 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델을 제안한다. 그의 타당성을 검증하기 위하여 1) 조파지점에서 계산파형과 목표파형을 비교 검토하고, 2) 경사수심역에 설치된 호안구조물을 대상으로 산정된 기존 월파량에 대한 실험치와 비교 검토하며, 3) 연직원주 구조물에 작용하는 파력 및 구조물에 의한 파랑변형의 해석에 적용하여 기존의 수치 및 수리실험결과와 비교한다. 이상의 결과를 기초로 3D-NIT모델을 경사수심역에 설치된 원주구조물에 작용하는 쇄파력의 해석에 적용하여 입사파고, 구조물의 이격거리 등에 따른 작용쇄파력의 특성을 규명하고, 더불어 국내현장의 특수방파제에 적용하여 반사율, 월파량 등을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제안하는 3D-NIT모델을 이용한 수치실험결과는 기존의 수리모형실험을 잘 재현하고 있음을 확인하였고 복잡한 형상을 갖는 해안구조물의 해석에 적용할 수 있음이 확인되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.18-24
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• 2010

철도차량의 동특성 해석을 위한 기존의 연구는 대부분 2차원 접촉해석에 근거한 근사해법에 의존해 왔다. 최근에 휠-접촉해석에 대한 정확한 해를 구하기 위해 3차원적 접근방법이 제시되고 있지만, 계산시간의 과다로 인해 실제 시뮬레이션 적용에는 효과적이지 못했다. 본 연구의 주요 관점은 효율적인 3차원 휠-레일 접촉 해석을 통해 휠-레일 접촉력을 계산하여 철도차량의 동특성 해석의 새로운 방법을 제시하고자 하는 것이다. 이를 통해, 3차원 휠-레일 접촉해석 및 휠셋의 동적 계산식이 제시된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권3호
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• pp.191-199
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• 2000

본 논문에서는 3차원 형태의 결함을 가진 관에 대한 와전류탐상의 유한요소 수치해석에 대하여 연구하였다. 3차원 와전류탐상 문제를 기술할 수 있는 전자기 수치해석기법으로 3차원 유한요소법을 사용하였다. 맥스웰방정식으로부터 지배방정식을 구하고, 갤러킨 가중잔차법을 이용하여 유한요소정식화를 수행하였다. 해석대상으로는 INCONEL 600 증기발생기 전열관을 사용하였으며, 관의 내부 및 외부에 존재하는 결함을 모델링하여 수치해석을 수행하고, 임피던스로 표현되는 와전류탐상 신호를 계산하였다. 결함 시험편에 존재하는 결함에 대하여 본 논문에서 계산된 결과와 실험결과를 비교하였으며, 잘 일치하는 결과를 얻어 본 논문에서 제안된 수치해석 방법의 타당성을 검증하였다. 이를 바탕으로 결함의 깊이 변화(38%, 58%, 75%) 및 원주방향으로의 결함각도 변화$90^{\circ},\;180^{\circ},\;270^{\circ},\;360^{\circ}$)에 따른 탐상 신호를 계산하여 결함의 크기변화에 따른 신호의 변화특성을 살펴보았다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권2호
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• pp.119-127
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• 1996

본 연구는 철근콘크리트 부재의 3차원 재료적 비선형해석을 하기 위한 것이다. 콘크리트는 3축 비선형 응력-변형률 거동, 균열, 파쇄 및 변형률완화를 포함하는 3차원 16절점 고체요소를 사용하고, 철근은 변형률경화를 갖는 3차원 3절점 트러스요소를 사용한다. 균열 후 골재의 맞물림을 고려하는 유효전단계수를 평가하기 위해서 균열의 진행여부에 따른 전단유지계수를 도입하였으며, 수치해를 얻기 위해 수정뉴턴방법을 사용하였다. 가우스점에서의 해석결과는 그래픽으로 확인된다. 수치예제로서 Krahl의 철근콘크리트 보와 Hedgren의 철근콘크리트 쉘을 채택하여 해석결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.336-347
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• 1992

The three dimensional inviscid transonic cascade flow was investigated numerically, incorporation a four stage Runge-Kutta integration method proposed by Jameson. Time marching to the steady state was accelerated by using optimum time step and enthalpy damping. In describing the boundary conditions at inlet and outlet, Riemann invariants are considered. By adding a second and a fourth order artificial viscocities, the numerical instability due to the propagation of undamped disturbance or the rapid change of state near the shock has been prevented. The numerical results for are bump cascade, cambered two dimensional turbine cascade and three dimensional stator cascade agreed reasonably well with previous results. It has been known that the accuracy of the solution depended a lot on the modeling of the leading or trailing edge.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권10호
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• pp.2617-2629
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• 1995

The flow through a centrifugal compressor rotor was calculated using the quasi-3-dimensional and fully 3-dimensional Navier-Stokes solution methods. The calculated results, obtained during the development of the computer codes for both methods are discussed. In the inviscid quasi 3-dimensional analysis, stream function formulation was used for the blade to blade (B-B) plane calculations, and the streamline curvature method was used for the meridional (H-S) plane calculations. In the viscous 3-dimensional flow analysis, a control volume method based on a general rotating curvilinear coordinate system was used to solve the time-averaged Navier-Stokes equations, and a standard k-.epsilon. model was used to obtain eddy viscosity. The quasi-3-dimensional analysis reasonably predicts the pressure distributions and requires much less computation time in the region where viscous effects are not strong; however, it fails to predict velocity field and loss mechanism through the impeller passage. The viscous 3-dimensional flow analysis shows reasonable pressure distributions and typical jet-wake flow field through the impeller passage. Secondary flow and total pressure distributions on cross-sectional planes explain the loss mechanisms through the impeller.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권4호
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• pp.507-514
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• 2003

Most of CAE analyses for injection molding have been based on the Mele Shaw's approximation: two-dimensional flow analysis. in some cases, that approximation causes significant errors due to loss of the geometrical information as well as simplification of the flow characteristics in the thickness direction. Although injection molding analysis software using three-dimensional solid elements has been developed recently, such as Moldflow Flow3D, it does not contain a deformation analysis function yet. The present work covers three-dimensional deformation analysis or injection molded plastic parts using solid elements. A numerical scheme for deformation analysis has bun proposed from the results of injection molding analysis using Moldflow Flow3D. The accuracy of the proposed approach has been verified through a numerical analysis of rectangular plates with various thicknesses in comparison with the classical shell-based approach. In addition, the reliability of the approach has also been proved through an industrial example. an optical plastic lens, in comparison of real experiments.