• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1128-1134
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• 2014

컴퓨팅 기술의 발달과 네트워크의 확산으로 보다 쉽게 실세계의 다양한 현상들을 수치적으로 분석할 수 있는 웹기반 시뮬레이션 서비스가 활발히 이용되고 있다. 그러나 대부분의 서비스에서 시뮬레이션 수행 내역이 공유/공개되지 않아 사용자들이 같은 실험을 반복해서 수행해야하고 데이터나 정보를 공유하기 어렵다. 이 논문에서는 첨단 사이언스 교육 허브 (EDISON, EDucation-research Integration Simulation On the Net)의 열유체 분야 시뮬레이션 서비스를 중심으로, 기존에 수행된 시뮬레이션 수행내역을 공개할 수 있는 이력출처 데이터 공유 서비스를 설계한다. 공유 서비스를 위해 EDISON_열유체 시뮬레이션 수행 과정을 "문제 ${\rightarrow}$ 계획, 설계 ${\rightarrow}$ Mesh ${\rightarrow}$ 시뮬레이션 수행 ${\rightarrow}$시뮬레이션 결과분석 ${\rightarrow}$ 보고서"로 정의하고 이에 맞게 기존의 시뮬레이션 수행 정보를 저장한다. 사용자는 이력출처 스토어의 검색/공유 API를 통해 시뮬레이션 수행 내역을 검색하여, 시뮬레이션을 통해 어떤 문제가 어떻게 해결되는지를 이해할 수 있다. 또한 동일한 시뮬레이션을 수행하는 시간과 계산자원의 낭비를 줄일 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.176-182
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• 2012

최근에는 응용과학 분야의 교육 및 연구에 실제 실험이 아닌 슈퍼컴퓨터 및 고성능 네트워크 기반의 사이버 인프라에서 과학적 가정에 의해 복잡한 공학문제를 수치적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 해결하는 계산과학을 이용하는 기법들의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 컴퓨팅 시뮬레이션 기법을 활용한 실험 체험형 교육의 일환으로, 이공계 교수, 학생, 연구자, 산업체 인력 등이 사이버 인프라스트럭처 기반으로 시뮬레이션 SW를 활용한 교육 및 융합연구를 지원하는 EDISON 플랫폼을 제시한다. EDISON 플랫폼은 사용자들에게 보다 쉽고, 편하고, 효과적인 서비스 제공을 위해 3계층(EDISON 응용 프레임워크, EDISON 미들웨어, EDISON 인프라 자원)으로 구성되고 5개 분야(열유체, 화학, 물리, 구조동역학, 전산설계) 문제해결 환경을 위한 교육 연구용 웹 포털 서비스를 제공한다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제6권2호
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• pp.105-112
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• 2013

The application of contra-rotating rotors for higher specific speed pump has been proposed in our studies, which is in principle effective for reducing the rotational speed and/or the pump size under the same specification of conventional axial flow pump. In the previous experiments of our prototype, the cavitation inception at the tip region of the rear rotor rather than that of the front rotor and the strong potential interaction from the suction surface of the rear rotor blade to the pressure surface of the front one were observed, indicating the possibility to further improve the pump performance by optimizing rotational speed combination between the two rotors. The present research aims at the design of rear rotor with lower rotational speed. Considering the fact that the incoming flow velocity defects at the tip region of the rear rotor, an integrated inflow model of 'forced vortex' and 'free vortex' is employed. The variation of maximum camber location from hub to tip as well as other related considerations are also taken into account for further performance improvement. The ideas cited above are separately or comprehensively applied in the design of three types of rear rotor, which are subsequently simulated in ANSYS CFX to evaluate the related pump performance and therefore the whole low speed design idea. Finally, the experimental validation is carried out on one type to offer further proofs for the availability of the whole design method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.365-370
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• 2007

공학 및 과학문제 해석을 위해 적용되는 전산 시뮬레이션은 다양한 변수 혹은 데이터의 변화를 통해 다수의 작업을 생성하고 계산함과 동시에, 생성된 결과를 비교 분석하기 위한 필수적인 기법이다. 본 연구에서는 그리드 컴퓨팅을 활용하여 웹상에서 대용량의 전산 시뮬레이션이 가능한 시스템을 개발하고, 이를 이용한 2가지 실제 응용사례를 제시한다. 첫 번째 응용사례는 e-AIRS(Aerospace Integrated Research Environment)라 명명된 연구포탈이다 e-AIRS는 수치해석 연구자가 대규모의 전산 해석을 실시하고, 실험 연구자가 원격지에서 실험을 요청하고 그 결과를 모니터링 할 수 있는 e-Science 연구환경을 제공한다. 두 번째 응용사례는 대규모 계산환경을 이용한 단백질 구조설계를 제시한다. 제안된 계산환경을 이용하여 생성된 단백질 전산 예측구조와 자연상태 구조를 비교하고, 제안된 계산환경의 유용성을 검토한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.211-219
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• 2017

본 연구에서는 전산유체역학 프로그램을 이용하여 순환형공기분급기 내부유동 및 입자거동을 해석하였다. 주날개 및 분급날개의 회전속도 조건을 변화시키며 이에 따른 등급분급효율, 절단입경 및 분급첨예도 변화를 예측하였다. 주날개의 회전속도를 제어함으로써, 절단입경을 증가시킬 수 있었으나, 오염토양 분급에 적용할 수 있을 정도의 정확도를 확보할 수 없었다. 반면, 분급날개의 회전속도를 증가시킴으로써, 절단입경을 감소시킬 수 있었으며, 보다 정확하게 입자를 선별할 수 있었다. 결과적으로 주날개와 분급날개를 동시에 사용할 경우, 높은 분급첨예도 결과를 보이며, 우수한 분급특성을 유지할 수 있었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권12호
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• pp.2218-2229
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• 2006

A conservative finite-volume numerical method for unstructured grids with the cell-centered method has been developed for computing flow and heat transfer by combining the attractive features of the existing pressure-based procedures with the advances made in unstructured grid techniques. This method uses an integral form of governing equations for arbitrary convex polyhedra. Care is taken in the discretization and solution procedure to avoid formulations that are cell-shape-specific. A collocated variable arrangement formulation is developed, i.e. all dependent variables such as pressure and velocity are stored at cell centers. For both convective and diffusive fluxes the forms superior to both accuracy and stability are particularly adopted and formulated through a systematic study on the existing approximation ones. Gradients required for the evaluation of diffusion fluxes and for second-order-accurate convective operators are computed by using a linear reconstruction based on the divergence theorem. Momentum interpolation is used to prevent the pressure checkerboarding and a segregated solution strategy is adopted to minimize the storage requirements with the pressure-velocity coupling by the SIMPLE algorithm. An algebraic solver using iterative preconditioned conjugate gradient method is used for the solution of linearized equations. The flow analysis code (PowerCFD) developed by the present method is evaluated for its application to several 2-D structured-mesh benchmark problems using a variety of unstructured quadrilateral and triangular meshes. The present flow analysis code by using unstructured grids with the cell-centered method clearly demonstrate the same accuracy and robustness as that for a typical structured mesh.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.40-45
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• 2016

The numerical simulation has been performed to predict the performance of the fire suppression system for cabin of shipboard enclosure. The present study aims ultimately at finding the optimal parametric conditions of the mist-injecting nozzles using the CFD methods. The open numerical code was used for the present simulation named as FDS (Fire Dynamics Simulator). Application has been done to predict the interaction between water mist and fire plume. In this study, the passenger cabin was chosen as simulation space. The computational domains for simulation in the passenger cabin were determined following the fire scenario of IMO rules. The full scale of the flow field is $W{\times}L{\times}H=4{\times}3{\times}2.4m^3$ with a dead zone of $W{\times}L{\times}H=1.22{\times}1.1{\times}2.4m^3$. The water mist nozzle is installed in ceiling center of 2.3 m height from the floor, and there are six mattresses and four cushions in the simulation space. The combination patterns of orifices to the main nozzle and the position to install nozzles were chosen as the simulation parameters for design applications. From the present numerical results, the centered-located nozzles having evenly combined orifices were shown as the best performance of fire suppression.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.723-733
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• 2011

본 연구에서는 비정렬격자계와 체적포착법을 사용하여 표면장력이 지배적인 다상유동의 수치해석 방법을 제시하였다. 먼저 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델을 비정렬격자계에 적용할 수 있도록 수치해석 방법을 확립시켜 Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 수치 해석코드에 삽입하였다. 테스트 문제로 오직 표면장력만이 존재하는 평형상태의 정적(static) 액적 및 비평형상태의 동적(dynamic) 액적 문제에 적용하여, 이 해석방법의 유용성과 정확도를 평가하였다. 연구결과, 매끄러운 곡률 계산을 위해 필요한 필터로 본 연구에서 제안한 Laplacian 필터와 함께 CSF 모델로는 밀도보정(density-scaled)한 CSF 모델이 예측성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 표면장력 계산을 위한 이 모델을 채용한 본 수치해석방법은 표면장력이 지배적인 다상유동인 평형상태의 정적 액적 및 비평형상태의 동적 액적 문제 모두에 대해 정확성과 유용성이 입증되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.75-83
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• 2016

터보기계 내부 유동장은 역압력구배, 고속 유동으로 인해 매우 복잡하며, 이를 해석하기 위해 보다 정교한 난류 모델이 요구된다. 유동 해석을 위해 대수모델, 2-방정식 와점도 모델 등이 널리 사용되고 있으나, 매우 복잡한 유동을 모사하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 복잡한 유동에서의 예측성능이 우수하다고 알려진 Durbin의 V2-F난류 모델을 자체 개발 코드인 T-Flow에 적용하였으며, 채널 및 압축기 캐스캐이드 유동 해석 결과를 이용하여 난류 모델을 검증하였다. 또한 저속 압축기 동익 해석을 통해 터보기계 내부 유동에서의 적용 가능성을 판단하였다. 그 결과, V2-F난류 모델은 1-방정식, 2방정식 난류 모델보다 우수한 블레이드 표면 압력 분포 예측성능을 보였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권2호
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• pp.169-182
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• 2015

Aeronautics engine cooling is one of the biggest problems that engineers have tried to solve since the beginning of human flight. Systems like radiators should solve this purpose and they have been studied extensively and various solutions have been found to aid the heat dissipation in the engine zone. Special interest has been given to air coolers in order to guide the air flow on engine and lower the high temperatures achieved by the engine in flow conditions. The aircraft companies need faster and faster tools to design their solutions so the development of tools that allow to quickly assess the effectiveness of an cooling system is appreciated. This paper tries to develop a methodology capable of providing such support to companies by means of some application examples. In this work the development of a new methodology for the analysis and the design of oil cooling systems for aerospace applications is presented. The aim is to speed up the simulation of the oil cooling devices in different operative conditions in order to establish the effectiveness and the critical aspects of these devices. Steady turbulent flow simulations are carried out considering the air as ideal-gas with a constant-averaged specific heat. The heat exchanger is simulated using porous media models. The numerical model is first tested on Piaggio P180 considering the pressure losses and temperature increases within the heat exchanger in the several operative data available for this device. In particular, thermal power transferred to cooling air is assumed equal to that nominal of real heat exchanger and the pressure losses are reproduced setting the viscous and internal resistance coefficients of the porous media numerical model. To account for turbulence, the k-${\omega}$ SST model is considered with Low- Re correction enabled. Some applications are then shown for this methodology while final results are shown in terms of pressure, temperature contours and streamlines.