본 논문에서는 유체를 포함하고 있는 원통형 용기에 고속의 충격체가 관통하는 경우에 대하여 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) 방법을 사용하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 해석모델은 물이 채워진 원통형 폴리머 용기를 고려하였으며, 상용유한요소해석 프로그램 LS-DYNA를 사용하여 연구를 수행하였다. 고속의 충격체가 유체를 포함하고 있는 용기에 충격하여 관통하면서 발생한 수압램 현상에 대해 충격체의 거동 시간이력, 유체의 압력 및 밀도 변화를 통하여 발생하는 유체-구조 상호작용 현상을 분석하였다. 해석 결과는 실험 결과에서 얻은 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.
해상에 활용되는 계류앵커형식 중 한 종류인 석션 매입 앵커(Embedded Suction Anchor; ESA)의 점토지반에서 인발 저항력을 평가하기 위해 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) Adaptive Meshing기법을 적용한 수치해석을 수행하였다. 기존에 수행된 원심모형 실험과 한계 평형법을 이용한 해석적 방법의 결과와 비교 분석을 통해 수치해석 기법을 검증하고, 이를 이용해 앵커의 수평, 연직, 그리고 경사 방향의 인발 저항력을 평가하였다. 더불어 경사 방향의 재하 이전에 앵커를 경사각만큼 회전시켜 앵커에 수직한 방향으로 인발이 가해지도록 하여 그 거동을 평가하였다. 그 결과, 수평 재하 시 중간 위치에서 가장 큰 저항이 발휘되었고, 연직 재하의 경우 재하 위치에 따른 저항력의 차이가 크게 나타나지 않았다. 앵커의 중간 위치에서 경사 재하 결과 경사각이 증가할수록 인발 저항력이 감소하였으며, 초기회전이 있는 앵커의 경우 초기회전각이 30도 이하일 때 인발저항력이 일정한 결과를 보였다.
In general, FDM(finite difference method) and FVM(finite volume method) are used for analyzing the fluid flow numerically. However it is difficult to apply them to problems involving complex geometries, multi-connected domains, and complex boundary conditions. On the contrary, FEM(finite element method) with coordinates transformation for the unstructured grid is effective for the complex geometries. Most of previous studies have used commercial codes such as KIVA or STAR-CD for the flow analyses in the engine cylinder, and these codes are mostly based on the FVM. In the present study, using the FEM for three-dimensional, unsteady, and incompressible Navier-Stokes equation, the velocity and pressure fields in the engine cylinder have been numerically analyzed. As a numerical algorithm, 4-step time-splitting method is used and ALE(arbitrary Lagrangian Eulerian) method is adopted for moving grids. In the Piston-Cylinder, the calculated results show good agreement in comparison with those by the FVM and the experimental results by the LDA.
RFID 기술은 동시에 여러 개의 사물을 자동으로 인식할 수 있어 유비쿼터스 응용 서비스를 제공하는데 활용할 수 있으며, 이 경우 응용 서비스와 RFID 리더 장치 사이의 교량 역할을 하는 RFID 미들웨어가 필요하다. 본 논문은 기존 EPCglobal의 ALE 미들웨어에서 다양한 RFID 리더를 처리하기 위하여 미들웨어 내부에 소스 코드 형태로 RFID 리더의 스트림 정보 등을 하드 코팅하여 처리하고 있어, 새로운 RFID 리더를 처리하기 위하여 다시 RFID 미들웨어의 소스를 수정해야 하는 단점을 해결하고자 다양한 유형의 RFID 리더 장치들을 효과적으로 처리하기 위한 방법을 제안한다. 이를 위하여 다양한 RFID 리더들의 미들웨어 접속 정보, 데이터 프로토콜 정보, 스트림 정보 등을 온톨로지 메타 데이터로 구축하여 데이터베이스에 저장한 후 리더 장치에서 읽은 데이터를 해석하기 위하여 활용한다. 본 방법을 이용하면 새로운 유형의 RFID 리더 장치가 등장하여도 이에 대한 온톨로지만 추가함으로써 미들웨어 변경 없이 리더 장치를 처리할 수 있음은 물론, RFID리더 온톨로지 재사용을 통하여 미들웨어를 효과적으로 확장할 수 있다.
In the present study, a CFD program based on a finite volume method was developed by using an unstructured polyhedral grid system for the accurate simulation with the complex geometry of computational domain. To simulate the transient flow induced by the moving solid object, the program used a fractional step method and a ALE (Algebric Lagrangian-Eulerian) method. The grid deformation for the moving of solid object were performed with a spring analogy based on the center coordinate of each computational grid. To verify the present program with these methodologies, the numerical results of the flow around the fixed and oscillating circular cylinder were compared with the previous numerical results.
항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다. 수치해석은 충돌전용 소프트웨어인 LS-DYNA을 사용하였고, 해석방법은 유체-구조연성해석 방법 중 ALE(arbitary lagrangian eulerian) 방법을 적용하였다. 시험데이터 확보를 위해 연료탱크 금속 피팅부에 변형률게이지를 설치하고 데이터 획득장비와 연동시켰다. 수치해석 결과로써 연료탱크 피팅부의 변형률과 응력을 계산하였다. 그리고, 실물 연료탱크로 수행한 충돌충격시험을 통하여 확보한 상부피팅의 변형률 측정값과 수치해석으로 계산된 변형률과의 오차를 평가함으로써 수치해석의 신뢰성을 제고하였다.
The characteristics of the flow processes in the cylinder of the two-stroke cycle engines have become the subject of increasing and attention owing to the simplicity and the higher power per unit weight of the two-stroke cycle engine. Among the many factors which influence on the scavenging flow, the port angle is important factor. Hence, four different type models with one inlet-port and two side-ports are studied to show the effect of port angle on the laminar scavenging flow. When the inlet-port axial is relatively larger than the side-port axial angle, it is showed that the fresh charge penetrate into the burned gas and displace it first toward the cylinder head and then toward the exhaust port. When the inlet-port axial angle is much less than the side-port axial angle, the fresh charge through the inlet-port directly move toward the exhaust port. The result showed that the model A may suppress the generation of vortices in the vicinity of inlet and side prots which restrict the sufficient supply of fresh charge and obstruct the perfect displacement of all combustion products.
The FVM(Finite Volume Method) have been used mainly for the flow analyses in the piston-cylinder. The objective of the present study is to analyze numerically the piston-driven intake flows using the FEM(Finite Element Method). The FEM algorithm used in this study is 4-step time-splitting method which requires much less execution time and computer storage than the velocity-pressure integrated method and the penalty method. And the explicit Lax-Wendroff scheme is applied to nonlinear convective term in the momentum equations to prevent checkerboard pressure oscillations. Also, the ALE(arbitrary Lagrangian Eulerian) method is adopted for the moving grids. The calculated results show good agreement in comparison with those by the FVM and the experimental results by the LDA.
본 논문은 고체 추진 로켓의 연소 중에 발생하는 고체추진체의 동적 파괴 현상 및 유체-구조 상호작용을 시뮬레이션 하기 위한 프로그램 개발에 대한 것이다. 개발된 프로그램은 구조해석을 위한 CVFE (cohesive Volumetric Finite Element) 방법과 외재적 ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) 방법을 응용한 유한요소법 코드와 유동해석을 위한 외재적 비정렬 유한 체적 오일러 코드(Explicit Unstructured Finite Volume Euler code)로 구성된다. 개발된 프로그램의 또 다른 중요한 특징은 균열의 전파와 고체추진체의 변형에 따라 생기는 추진제 형상의 대변형이 발생할 때, 새로 생긴 유체 영역에서의 격자의 확장과 복구되는 능력이다.
본 연구에서는 자동차엔진에 대한 응용의 일환으로써 밀폐된 축대칭 연소실내 의 정지하고 있는 공기에 분사에 의해 형성된 분무액적들을 점화원을 이용하여 화염을 생성시키고 그에 따른 화염전파 및 낮은 마하수에서의 유동현상과 이상간의 물리적 관 계를 다차원 유한차분법에 의한 물리적인 지배방정식의 동시해법인 ALE(Arbitrary La- ngrangian Eulerian)방법으로 구성되어 있는 CONCHAS-code를 이용하여 해석하고, 연료 액적의 분사각도, 크기 및 연소실내 기체유동의 각속도의 변화에 의한 분무연소의 과 도적특성을 고찰하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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