• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.729-732
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• 2010

본 연구는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 동축 와류형 분사기를 해석하기 위해 체계적인 물리 모델링을 수행하였다. 먼저 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체의 열역학 및 전달 물성치를 계산할 수 있는 서브루틴 라이브러리를 구축하였으며, 층류 화염편 해석 코드와 연동하여 케로신 난류연소장의 국소화염구조를 해석하였다. 설계 목적에 맞는 계산 효율성을 확보하기 위해 동축 와류형 분사기는 RANS 기반의 2차원 축대칭 선회 유동으로 해석하였으며, 실험 결과가 존재하는 비연소 동축선회 제트 유동을 통해 예측정확도를 검증하였다. 실제 고압 연소를 수반하는 동축 와류형 분사기의 경우, 기존의 RANS 모델은 급격한 밀도 구배가 수반되는 선회 막 유동의 혼합층에서 과도한 난류확산을 야기하였으며, 난류모델의 수정을 위해 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.436-449
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• 2013

In this paper, a numerical analysis is carried out to study the characteristics of supercavitating flows and the drag of relatively simple two-dimensional and axisymmetric bodies which can be used for supercavity generation device, cavitator, of a high-speed underwater vehicle. In order to investigate the suitability of numerical models, cavity flows around the hemispherical head form and two-dimensional wedge are calculated with combinations of three turbulence models(standard $k-{\epsilon}$, realizable $k-{\epsilon}$, Reynolds stress) and two cavitation models(Schnerr-Sauer, Zwart-Gerber-Belamri). From the results, it is confirmed that the calculated cavity flow is more affected by the turbulence model than the cavitation model. For the calculation of steady state cavity flows, the convergence in case of the realizable $k-{\epsilon}$ model is better than the other turbulence models. The numerical result of the Schnerr-Sauer cavitation model is changed less by turbulence model and more robust than the Zwart-Gerber-Belamri model. Thus the realizable $k-{\epsilon}$ turbulence model and the Schnerr-Sauer cavitation model are applied to calculate supercavitating flows around disks, two dimensional $10^{\circ}$ and $30^{\circ}$ wedges. In case of the disk, the cavitation number dependences of the cavity size and the drag coefficient predicted are similar to either experimental data or Reichardt's semi-empirical equations, but the drag coefficient is overestimated about 3% higher than the Reichardt's equation. In case of the wedges, the cavitation number dependences of the cavity size are similar to experimental data and Newman's linear theory, and the agreement of the cavity length predicted and Newman's linear theory becomes better as decreasing cavitation number. However, the drag coefficients of wedges agree more with experimental data than those of Newman's analytic solution. The cavitation number dependences of the drag coefficients of both the disk and the wedge appear linear and simple formula for estimating the drag of supercavitating disks and wedges are suggested. Consequently, the CFD scheme of this study can be applied for numerical analysis of supercavitating flows of the cavitator and the cavitator design.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.5-19
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• 2012

준설매립지반 설계시 압밀 소요시간 단축을 위해 연직배수공법와 선행재하공법등의 연약지반 개량공법을 주로 적용한다. 준설매립지반의 자중에 의한 압밀이 완료되기까지는 많은 시간이 소요되므로 공사비 절감, 공기단축의 이유로 연약지반 개량공법은 일반적으로 자중압밀 도중 적용된다. 본 논문에서는 준설매립지반에서 연직방향으로 자중압밀이 진행되는 도중 연직배수재 타설에 의해 방사방향의 흐름이 추가로 발생하는 경우의 압밀거동 예측을 위하여 자중압밀을 고려한 2차원 축대칭 비선형 유한변형 압밀 지배방정식과 이를 적용하기 위한 수치모델(Axi-Selcon)을 개발하였다. Axi-Selcon의 검증과 자중압밀 도중 연직배수재가 타설된 준설매립지반을 모사하기 위해 일련의 실내시험을 수행하였다. 이를 위해 연직배수재가 타설된 준설매립지반을 모사하는 대형자중압밀 시험기를 고안하였다. 모델의 추가적인 검증을 위하여 기존에 제안된 간편 해석법을 적용한 결과와 Axi-Selcon의 해석결과와 비교하였다. 마지막으로, Axi-Selcon을 적용하여 가상의 대심도 준설매립지반의 거동을 예측하였다. 이와 같은 일련의 모델 검증과정을 통해 본 논문에서 개발된 Axi-Selcon은 자중압밀 도중 연직배수재 타설과 선행재하공법이 적용될 경우에 대한 초연약 준설매립지반의 압밀 거동을 적절히 예측할 수 있음을 보였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권4호
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• pp.266-272
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• 2010

연구 목적: 임플란트 경부 역사면의 디자인이 변연골 응력분포에 미치는 영향을 알아보기 위해 유한요소법을 사용하여 비교분석하였다. 연구 재료 및 방법:경부 직경 5.5 mm, 길이 8 mm의 매립형 (submerged type) 고정체 (Dentis Co., Daegu, Korea)를 연구모델로 선정하였다. 임플란트 경부 역사면의 디자인을 높이 (h, 0.4 mm, 1.0 mm)와폭경({5.5 - (3.34 + 2b)} / 2, [b, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm])을 다르게 하여 총 여섯 가지의 실험 임플란트 조합으로 구분하였다. 축대칭 유한요소모델링을 이용하여 임플란트/악골 복합체에 대해 임플란트 장축에 평행한 방향으로 치관 교합면의 중심부에 수직 하중 100 N이 작용할 때 변연골의 최대압축응력을 산출하여 비교 하였다. 결과: 여섯 개의 모든 실험 임플란트 모델에서 변연골의 응력집중이 관찰되지 않았다. 변연골 응력은 임플란트 경부 역사면의 폭과 높이의 차이에 따라 달라지는 것이 관찰되었으며 사면각이 클수록 응력 집중이 증가하는 경향을 보였다. 결론: 임플란트 경부 역사면 디자인의 부여는 변연골 응력 분포 개선에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.267-273
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• 2017

Pressure hulls of submerged structures are generally designed as circular cylinders, spheres or cones with form of axisymmetric shell of revolution to withstand the high external pressure of deep ocean. The compressive buckling (implosion) due to hydrostatic pressure is the main concern of structural design of pressure hull and many design codes are provided for it. It is well-known that the buckling behavior of thin shell of revolution is very sensitive to the initial geometric imperfections introduced during the construction process of cutting and welding. Hence, the theoretical solutions for thin shells with perfect geometry often provide much higher buckling pressures than the measured data in tests or real structures and more precise structural analysis techniques are prerequisite for the safe design of pressure hulls. So this paper dealt with various buckling pressure estimation techniques for unstiffened circular cylinder under hydrostatic pressure conditions. The empirical design equations, eigenvalue analysis technique for critical pressure and collapse behaviors of thin cylindrical shells by the incremental nonlinear FE analysis were applied. Finally all the obtained results were compared with those of the pressure chamber test for the aluminium models. The pros and cons of each techniques were discussed and the most rational approach for the implosion of circular cylinder was recommended.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.204-213
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• 2000

This study deals with jet impingement, which is extensively used in the process industries to achieve intense heating, cooling or drying rates and also widely employed as a test flow for turbulent models due to its complex flow configuration, on a flat plate by numerical methods. In this calculation, the finite volume method was employed to solve the Navier-stokes equation based on the non-orthogonal coordinate with non-staggered variable arrangement. To get a better understanding for the fluid flow and heat transfer characteristics of the turbulent jet impingements, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model was adapted and compared with the experimental data and the result of standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model. Numerical calculations were carried out with various flow rates, nozzle to plate distances. In the case of the axisymmetric jet impingement on a flat plate, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model showed better agreement with the experimental data than the standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model in the prediction of the mean velocity profiles, the turbulent velocity profiles. the turbulent shear stress and the heat transfer rate. The highest heat transfer rate can be obtained when the impingement occurs within the potential core..

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.373-380
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• 2020

고압을 받는 플랜트용 제품 설계 시에 대부분 강건 구조를 지양하다 보면 안전율이 높아지고 중량이 과다 해지는 문제가 있다. 본 논문은 플랜트용 이축 볼밸브 볼의 경량화를 위하여 밸브의 3차원 모델링과 ANSYS를 적용한 유한요소해석으로 응력해석을 수행한 후에, 허용 응력 범위와 설계 변경 제한 조건 내에서 최적화 과정으로 볼의 중량 감소를 달성하였다. 약 22%의 볼 중량이 감소되었고 응력은 증가하였으나 안전계수는 1.25가 되었다. 볼의 일부분에 과도한 응력이 있으나 대부분 재료의 항복응력 허용치 내에 있어 안전한 상태이다. 유동의 흐름을 제어하는 실링 (seal) 역할을 하는 시트 인서트와 시트 링 등 밸브의 3차원 모델에 대한 정적 구조해석으로 응력 값을 확인하여 안전함을 확인하였고, 또한 대칭 구조인 부분에 대해 2차원 단순 모델의 구조해석으로 같은 결과가 도출됨을 확인하였다. 본 연구의 범위는 볼의 중량 감소라 볼의 감소된 치수가 도출되었으며, 주변 부재의 재설계는 (신제품 개발에 해당되어) 본 연구에 고려되지 않는다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.63-63
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• 2003

There are many actuators and sensors used for attitude control system for KOMPSAT such as Reaction Wheel Assembly, Magnetic Torque Assembly, Dual Thruster Module, Solar array Drive, Three Axis Magnetometer, Conical Earth Sensor, Fine Sun Sensor Assembly, Coarse Sun Sensor Assembly, Gyro Reference Assembly and so on. For KOMPSA T satellite it has been considered using the Magnetic Torquer (MTQ) generating the magnetic dipole moment. In general, the magnetic dipole moment for satellite attitude control system is used for dumping out the excessive reaction wheel momentum so that the reaction wheel speed is not saturated. The objective of this study is to analyze the magnetic field characteristics generated by the Magnetic Torquer using the Maxwell 2D Field Simulator software. Currently, the developing model (DM) of the MTQ is being developed and manufactured at a company under the supervision of KARL MTQ is an electromagnet consisting of a ferromagnetic cylindrical core on which an excitation coil is wound. A current is passed through the coil to produce a dipole momentum in the ferromagnetic core. The configuration of the MTQ will be introduced in the presentation. The 2 dimensional model of the MTQ is drawn as axisymmetric models in RZ plane, and each corresponding material is assigned to the each MTQ object, the core, coil, and background. After the boundary conditions, current sources, and solution parameters are set up, the magnetic field intensities, directions, and other values specified by users can be calculated by using the finite element analysis. The theoretical magnetic field quantities obtained by the Maxwell 2D Simulator can be used for the basis of the development of the MTQ.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제11권1호
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• pp.93-106
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• 1994

지구자기구의 자기유체파에 대한 혼합의 성질을 연구하기 위해 3차원 box model을 개발하였다. 이 모델에서 축대칭 ring current의 효과를 자기유체파동방정식에 압력의 변화로 가정함으로써 조사하였다. 압축성 파는 축대칭 ring current에 의하여 noise가 발생되지만 자기력선 공명현상에는 어떠한 영향도 미치지 않는다느 사실을 발견하였다. 그러므로 압력 변화에 의한 ring current가 존재하는 지역에서 global 공동(cavity) mode 와 같이 불연속적인 주파수가 나타나지 않는 위성실험결과를 설명할 수 있었다. 또한 횡파의 연속적인 주파수 띠는 ring current가 지구의 이중극자축에 비대칭이 되어질 때 까지 영향을 받지 않음을 밝혔으며 따라서 실험결과에서 횡파에 의한 스펙트럼이 압축성파에 비해 매우 자주 관측됨을 확인할 수 있었다. 추가로 본 연구에서 압력의 변화를 가정하지 않은 이전의 box model이나 dipole model 에서 얻은 파 혼합현상의 결과가 유효함을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권6호
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• pp.615-638
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• 2002

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. The horizontal and rocking motions of the structure are included in this study. The fluid motion is expressed in terms of analytical velocity potential functions, which can be obtained by solving the boundary value problem including the deformed configuration of the structure as well as the sloshing behavior of the fluid. The effect of the fluid is included in the equation of motion as the impulsive added mass and the frequency-dependent convective added mass along the nodes on the wetted boundary of the structure. The structure and the near-field soil medium are represented using the axisymmetric finite elements, while the far-field soil is modeled using dynamic infinite elements. The present method can be applied to the structure embedded in ground as well as on ground, since it models both the soil medium and the structure directly. For the purpose of verification, earthquake response analyses are performed on several cases of liquid tanks on a rigid ground and on a homogeneous elastic half-space. Comparison of the present results with those by other methods shows good agreement. Finally, an application example of a reinforced concrete tank on a horizontally layered soil with a rigid bedrock is presented to demonstrate the importance of the soil-structure interaction effects in the seismic analysis for large liquid storage tanks.