• 대한기계학회논문집A
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• 제41권1호
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• pp.41-48
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• 2017

최근 에너지, 바이오공학, 전자공학 등 다양한 분야에서 초미세 고분자섬유의 활용이 증대되고 있다. 이러한 고분자 섬유의 제작방법의 하나로서 전기방사법은 타 공정에 비해 공정장치가 간단하고 재료의 선택에 제한이 적은 등 다양한 장점을 가져 활발하게 사용되고 있다. 그러나 전기방사공정은 미세한 고분자 섬유가 전기장이 부가된 공기층을 통과하면서 높은 불안정성을 가지기 때문에 전기방사공정을 통해 제작되는 섬유매트의 형상 및 기하학적 특성의 조절이 어려운 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 가지 용매를 이용하여 섬유의 직경을 나노섬유와 마이크로섬유로 제작할 수 있음을 보였으며, 이를 조합하여 기계적 특성과 공극률을 조절할 수 있는 하이브리드 섬유매트를 제작할 수 있음을 보였다. 또한 제작된 매트를 이용하여 기계적 특성과 공극률이 조절될 수 있음을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.115-123
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• 2010

Cool-down performance after soaking is important because it affects passenger's thermal comfort. The cooling capacity of HVAC system determines initial cool down performance in most cases, the performance is also affected by location, and shape of panel vent, indoor seat arrangement. Therefore, optimal indoor designs are required in developing a new car. In this paper, initial cool down performance is predicted by CFD(computational fluid dynamics) analysis. Experimental time-averaging temperature data are used as inlet boundary condition. For more reliable analysis, real vehicle model and human FE model are used in grid generation procedure. Thermal and aerodynamic characteristics on re-circulation cool vent mode are investigated using CFX 12.0. Thermal comfort represented by PMV(predicted mean vote) is evaluated using acquired numerical data. Temperature and velocity fields show that flow in passenger's compartment after soaking is considerably unstable at the view point of thermodynamics. Volume-averaged temperature is decreased exponentially during overall cool down process. However, temperature monitored at different 16 spots in CFX-Solver shows local variation in head, chest, knee, foot. The cooling speed at the head and chest nearby panel vent are relatively faster than at the knee and foot. Horizontal temperature contour shows asymmetric distribution because of the location of exhaust vent. By evaluating the passenger's thermal comfort, slowest cooling region is found at the driver's seat.

• Wind and Structures
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• 제26권6호
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• pp.369-382
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• 2018

Tornadoes are vertical swirling air formed because of the existence of layers of air with contrasting features of temperature, wind flow, moisture, and density. Tornadoes induce completely different wind forces than a straight-line (SL) wind. A suitably designed building for an SL wind may fail when exposed to a tornado-wind of the same wind speed. It is necessary to design buildings that are more resistant to tornadoes. In tornado-damaged areas, dome buildings seem to have less damage. As a dome structure is naturally wind resistant, domes have been used in back yards, as single family homes, as in-law quarters, man caves, game rooms, storm shelters, etc. However, little attention has been paid to the tornadic wind interactions with dome buildings. In this work, the tornado forces on a dome are computed using Computational Fluid Dynamics (CFD) for tornadic and SL wind. Then, the interaction of a tornado with a dome and a prism building are compared and analyzed. This work describes the results of the tornado wind effect on dome and prism buildings. The conclusions drawn from this study are illustrated in visualizations. The tornado force coefficients on a dome building are larger than SL wind forces, about 120% more in x- and y-directions and 280% more in z-direction. The tornado maximum pressure coefficients are also higher than SL wind by 150%. The tornado force coefficients on the prism are larger than the forces on the dome, about 100% more in x- and y-directions, and about 180% more in z-direction. The tornado maximum pressure coefficients on prism also are greater those on dome by 150% more. Hence, a dome building has less tornadic load than a prism because of its aerodynamic shape.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.75-82
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• 1999

초음속 유동장치를 사용하여 제트 베인형 추력편향장치의 이론적 해석과 성능평가를 수행하였다. 현재 개발되었거나, 개발중인 제트 베인형 추력편향장치는 전술미사일이나 로켓의 공중발사, 함대발사, 수중발사 미사일과 고 고도 자세제어에 사용되고 있다. 저속도, 고 앙각의 비행시나 공기가 희박한 고 고도에서는 공력제어의 부족한 제어력을 향상시키기 위해 추력편향장치를 이용하여 추력 방향을 변경하고 제어력을 얻음으로써 방향 제어에 보다 월등한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 제트 베인 방식의 추력편향장치는 고도와 주위환경에 관계없이 작동되며, 제트 베인 편향각 $30^{\circ}$ 까지 효과적인 성능을 발휘하여 발사 초기시 그 성능을 이상적으로 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 자체 제작한 초음속유동장치의 성능시험 수행 및 노즐에서 발생되는 초음속 제트를 가시화하고, 2종의 제트 베인의 형상과 편향각에 따른 유동특성에 대해 조사하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.47-54
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• 2012

대공간 건축물의 특징 중 경량화 된 지붕 구조 및 재료의 사용으로 인해 지붕면의 손상이나 파괴 등의 피해가 많다. 대규모 경기장의 경우에는 지붕의 구조가 철골 트러스와 인장케이블을 기반으로 테프론이라는 막재료를 사용하여 구조체를 감싸거나 덮는 형태로 많이 설계가 되는데, 특히 이 막재료의 피해가 많으며 심각한 상황이다. 이러한 사례를 통해 대공간 건축물의 지붕에 대한 내풍설계 연구는 아직 미흡한 상태임을 알 수 있다. 본 논문은 쌍곡포물선 대공간구조물의 지붕의 형태에 대한 공기역학적인 특성을 알아보기 위하여 풍압실험과 유체해석을 실시하였다. 실험결과 바람이 불어오는 방향의 지붕 모서리에서 가장 큰 최소피크외압계수가 나타나지만 지붕의 길이방향으로 갈수록 최소피크풍압계수는 감소하고 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.661-668
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• 2015

본 연구에서는 풍력발전분야의 블레이드 공력설계 및 성능해석에 적용되고 있는 날개요소운동량이론을 이용한 조류터빈 블레이드 형상설계 방법론을 제시하였으며, S814 단일 에어포일로 구성된 2 블레이드 형식의 1MW급 수평축 블레이드 형상설계 결과를 제시하였다. 조류터빈 블레이드는 해양환경에서 운전되는 특성 상 블레이드 팁 근방에서 캐비테이션 발생으로 인한 문제가 상존하므로, 설계초기단계에서 신중히 고려되어야 한다. 본 연구를 통해 설계된 1MW 조류터빈 블레이드의 유동특성분석 및 출력성능해석을 위해 캐비테이션 모델이 고려된 CFD 해석을 수행하였으며, 블레이드 팁 근방 흡입 면 및 압력 면에서 캐비테이션이 발생하고 있음을 확인하였다. 최대 출력계수는 설계 주속비 7의 조건에서 47%로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.23-29
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• 2010

일반적으로 충동형을 채용하는 초음속 터빈의 경우, 이론적으로 노즐에서 모든 유동의 가속이 이루어지므로, 초음속 노즐은 특히 초음속 터빈의에서 중요한 부분 중의 하나이다. 본 논문에서는 부분 흡입형 초음속 터빈의 노즐 형상에 따른 성능 특성을 분석하기 위하여 유동 해석을 실시하였다. 노즐은 원형 노즐, 정사각 노즐, 직선 사각 노즐과 굽은 사각 노즐 등의 네 종류를 사용하였다. 해석결과 터빈 내에서 발생하는 유체역학적 손실은 노즐 형상에 크게 영향을 받으며, 부분 흡입 손실 또한 노즐 형상에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 특히, 굽은 사각 노즐이 가장 좋은 성능을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권11호
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• pp.895-903
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• 2007

CMBT(Curved Moving Boundary Treatment) is a newly developed scheme for the treatment of a no slip condition on the curved solid wall of moving obstacle in a flow field. In our research CMBT was used to perform LBM simulation of a flow over a moving circular cylinder to determine the flow feature and aerodynamics characteristic of the cylinder. To ascertain the applicability of CMBT on the complex shape of the obstacle, it was first simulated for the case of the flow over a fixed circular cylinder in a channel and the results were compared against the solution of Navier-Stokes equation with deforming mesh technique. The simulations were performed in a moderate range of reynolds number at each moving cylinder to identify the flow feature and aerodynamic characteristics of circular cylinder in a channel. The drag coefficients of the cylinder were calculated from the simulation results. We have numerically confirmed that the critical reynolds number for vortex shedding is ar Re=250 and the result is the same as the case of fixed cylinder. As the cylinder approaching to one wall, the 2nd vortex is developed by interacting with the wall boundary-layer vorticity. As the velocity ratio increase the third vortex are generated by interacting with the 2nd vortexes developed on the upper and lower wall boundary layer. The resultant $C_d$ decrease as reynolds number increasing and the Cd approached to a value when Re>1000.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.8-18
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• 2015

Reduction of the fuel oil consumption and corresponding greenhouse gas exhausted from ships is an important issue for today's ship design and shipping. Several concepts and devices on the superstructure of a container ship were suggested and tested in the wind tunnel to estimate the air drag reduction. As a preliminary performance evaluation, air drag contributions of each part of the superstructure and containers were estimated based on RANS simulation respectively. Air drag reduction efficiency of shape modification and add-on devices on the superstructure and containers was also estimated. Gap-protectors between containers and a visor in front of upper deck were found to be most effective for drag reduction. Wind tunnel tests had been carried out to confirm the drag reduction performance between the baseline(without any modification) configuration and two modified superstructure configurations which were designed and chosen based on the computation results. The test results with the modified configurations show considerable aerodynamic drag reduction, especially the gap-protectors between containers show the largest reduction for the wide range of heading angles. RANS computations for three configurations were performed and compared with the wind tunnel tests. Computation result shows the similar drag reduction trend with experiment for small heading angles. However, the computation result becomes less accurate as heading angle is increasing where the massively separated flow is spread over the leeward side.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.327-332
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• 2011

본 연구에서는 차세대 고속전철의 차량 연결부 저소음 형상 설계를 위한 선행연구로서 차량연결부의 공기역학적 소음 해석을 수행하였다. 이를 위해 차량 연결부는 Mud Flap 형상을 고려한 2차원 Cavity로 가정하였으며, Mud Flap 사이의 간극을 주요 변수로 하여 5개의 간극에 대하여 Parametric Study를 수행하였다. 이를 토대로 차량 Mud Flap 사이의 간극에 따른 Vortex Shedding 등의 유동 특성에 대한 해석을 수행하였다. 또한 높이 별로 3개의 Microphone 위치를 선정하고 간극에 따른 Tonal Noise 및 Overall Noise 등의 공기역학적 소음 특성을 분석하였으며, 차량 연결부 Mud Flap 간 간극 및 소음 특성 간의 상관 관계를 평가하였다. 그 결과 기본 및 특정한 Mud flap 간 간극에서의 소음 특성이 다른 형상에 비해 우수함을 확인하였다.