• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.518-522
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• 2011

Cartesian grid system has mainly been used in the casting simulation even though it does not nicely represent sloped and curved surfaces. These distorted boundaries cause several problems. A special treatment is necessary to clear these problems. A cut cell method on Cartesian grids has been developed to simulate three-dimensional mold filling Cut cells at a cast-mold interface are generated on Cartesian grids. Governing equations were computed using volume and areas of cast at cut cells. In this paper, we propose a new method that can consider the cutting cells which are cut by casting and mold based on the patial cell treatment (PCT). This method provides a better representation of geometry surface and will be used in the computation of velocities that are defined on the cell boundaries in the Cartesian gird system. Various test examples for several casting process were computed and validated. The analysis results of more accurate fluid flow pattern and less momentum loss owing to the stepped boundaries in the Cartesian grid system were confirmed. We can know the momentum energy at the cut cell is conserved by using the cut cell method. By using the cut cell method. performance of computation gets better because of reducing the whole number of meshes.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1752-1756
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• 2008

A simple, accurate and efficient mesh generation technique, the cut-cell method, is able to represent an arbitrarily complex geometry. Both structured and unstructured grid meshes are used in this method. First, the numerical domain is constructed with regular Cartesian grids as a background grid and then the solid boundaries or bodies are cut out of the background Cartesian grids. As a result, some boundary cells can be contained two numerical conditions such as the flow and solid conditions, where the special treatment is needed to simulate such physical characteristics. The HLLC approximate Riemann solver, a Godunov-type finite volume method, is employed to discretize the advection terms in the governing equations. Also, the TVD-WAF method is applied on the Cartesian cut-cell grids to stabilize numerical results. Present method is validated for the rectangular dam break problems. Initially, a conventional grid is constructed with the Cartesian regular mesh only and then applied to the dam-break flow simulation. As a comparative simulation, a cut-cell grids are applied to represent the flow domain rotated with arbitrary angles. Numerical results from this study are compared with the results from the case of the Cartesian regular mesh only. A good agreement is achieved with other numerical results presented in the literature.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.91-100
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• 2008

본 연구는 Cartesian 격자망을 기본으로 하여 복잡한 지형을 위한 격자를 간편하고 효율적으로 생성할 수 있는 기법인 분할격자체계를 제안하고자 한다. 분할격자기법은 전반적인 흐름영역의 격자는 균일한 크기의 Cartesian 격자로 표현하지만 수치모형의 정확성, 적용성 및 효율성을 증대시키기 위하여 흐름의 특성이 변하는 격자를 분할하여 처리하는 기법이다. 분할격자체계에 의한 격자망은 다양한 크기 및 형상을 지니게 되므로, 유한체적기법을 적용하여 복잡한 흐름영역을 위한 수치모형을 구성한다. HLLC Riemann 근사해법을 이용하여 지배방정식을 이산화하였으며, 수치해의 안정성을 기하기 위하여 TVD-WAF기법을 적용하였다. 분할격자체계를 이용한 수치모형을 검증하기 위하여 해석해가 존재하는 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하였다. 해석해와 수치모의 결과를 비교하여 본 연구에서 제안된 기법이 균일격자 및 분할격자체계에서 자유수면변위 및 x-축 및 y-축 방향의 유속을 정확히 모의함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.253-258
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• 2012

주조 유동 해석 분야에서 형상 고정 격자계(body-fitted coordinate; BFC)의 적용은 양질의 해석결과를 얻을 수 있음에도 불구하고 격자 생성의 어려움과 효율성으로 인해 많이 사용되지 않고 있다. 반면에 직교 격자계(Cartesian coordinate)는 상대적으로 격자 생성이 쉽고 빠르기 때문에 주조 공정에서 주로 사용되어 왔으나 이 역시 형상을 제대로 표현하지 못함으로써 발생하는 문제들로 인해 올바른 해석 결과를 얻을 수가 없다. 본 연구에서는 PCT(Partial Cell Treatment)를 기반으로 하는 Cut Cell 방법을 직교 격자계에 적용함으로써 이 격자계의 장점은 유지하면서도 정확한 유동 해석 결과를 얻을 수 있었다. Cut Cell 방법으로 간단한 형상의 테스트와 실제 주조 제품에 대한 적용을 해보았다.

• 한국주조공학회지
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• 제29권1호
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• pp.33-37
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• 2009

Cartesian grid system has mainly been used in the casting simulation even though it does not nicely represent sloped and curved surfaces. These distorted boundaries cause several problems. A special treatment is necessary to clear these problems. In this paper, we propose a new method that can consider the cutting cells which are cut by casting and mold based on the partial cell treatment (PCT). This method provides a better representation of geometry surface and will be used in the computation of velocities that are defined on the cell boundaries in the Cartesian grid system. Various test examples for several casting process were computed and validated. The analysis results of more accurate fluid flow pattern and less momentum loss owing to the stepped boundaries in the Cartesian grid system were confirmed. By using the cut cell method, performance of computation gets better because of reducing the whole number of meshes.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.116-120
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• 2009

A two-dimensional unsteady inviscid flow solver has been developed for the simulation of complex geometric configurations on adaptive Cartesian meshes. Embedded condition was used for boundary condition and a predictor-corrector explicit time marching scheme was used for time-accurate numerical simulation. The Cartesian mesh generator, which was previously developed for steady problem, was used grid generation for unsteady flow. The solver was based on ALE formulation for body motion. For diminishing the effects of cut-cells, the cell merging method was used. Using cell merging method, it was eliminated the CFL constraints. The conservation problem, which is caused cell-type variation around region swept by solid boundary, was also solved using cell merging method. The results are presented for 2D circular cylinder and missile launching problem.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.91-94
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• 2002

It is important to develop new effective technologies for increasing the interruption capacity and reducing the size of a GCB (Gas Circuit Breaker). It is not easy to test the real GCB model in practice as in theory. Therefore, a simulation tool based on a CFD (Computational Fluid Dynamics) algorithm has been developed to facilitate an optimization of the interrupter. But the choice of grid is not at all trivial in the complicated geometries like a GCB. In this paper, we have applied a CFD-CAD integration using Cartesian cut-cell method, which is one of the grid generation techniques for dealing with complex and multi-component geometries.

• 한국주조공학회지
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• 제43권6호
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• pp.302-309
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• 2023

일반적으로 주조품은 복잡한 형상을 가지고 있고, 한 제품 내에서 두께의 차이가 현저하게 나는 경우가 있어 시뮬레이션을 위한 격자를 생성할 때 어려움이 있다. 주조 유동은 이상유동으로 수치해석을 할 때 공기와 용탕의 경계면을 추적해야하며 밀도차에 의한 압력장 계산에 많은 시간이 소요된다. 이와 같은 이유로 주조유동해석에는 직교격자가 주로 이용되어왔다. 그러나 직교격자는 형상을 제대로 표현하지 못한다. 곡면에서 나타나는 계단형상 격자로 인해 모멘텀 손실이 발생하고 이로 인해 용탕의 흐름이 달라질 수 있으며 결과적으로 잘못된 주조 방안 설계를 할 수 있다. 이를 피하기 위하여 직교격자계에서 형상을 좀 더 정확하게 표현하기 위하여 많은 수의 격자를 생성하여 해석을 한다. 또는 직교격자계에서 발생하는 문제를 수치적으로 보완하는 Cut Cell 방법을 적용하여 해석하는 방법이 있다. 본 연구에서는 직교격자계에서 주조유동해석을 할 때 격자수에 따른 해석결과와 Cut Cell 방법을 적용한 해석 결과를 비교하였다. 또한 주조공정별로 실제제품을 주조유동해석을 하고 공정별로 Cut Cell 방법을 적용한 결과를 고찰하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.450-458
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• 2008

Recently, Cartesian grid approach has been popular to generate grid meshes for complex geometries in CFD (Computational Fluid Dynamics) because it is based on the non-body-fitted technique. This paper presents a method of an octree generation and boundary cell clipping using section curves for fast octree generation and elimination of redundant intersections between boundary cells and triangles from 3D triangular mesh. The proposed octree generation method uses 2D Scan-Converting line algorithm, and the clipping is done by parameterization of vertices from section curves. Experimental results provide octree generation time as well as Cut-cell clipping time of several models. The result shows that the proposed octree generation is fast and has linear relationship between grid generation time and the number of cut-cells.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2B호
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• pp.121-129
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• 2009

본 연구는 효율적이며 정확한 격자생성기법인 분할격자기법을 이용하여 댐붕괴 흐름을 수치모의한다. 분할격자기법은 부분적으로 비구조격자를 사용하지만, 대부분의 흐름영역을 균일한 크기의 Cartesian 격자로 이산화한다. HLLC Riemann 근사해법과 TVD-WAF기법의 유한체적기법을 적용하여 흐름률을 계산하고 분할격자의 영역을 위한 수치모형을 구성한다. 수치모형을 검증하기 위하여 이상적인 하도에서의 정상류, 불균일하도에 의해 형성되는 정상류 및 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하여 해석해와 비교하였다. 마지막으로, 실험수로에서 발생한 댐붕괴파의 흐름을 모의하여 관측값과 비교하여 정확하고 안정된 결과를 확인하였다.