• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.3059-3072
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• 2022

A Jacobian-Free Newton Krylov Two-Nodal Coarse Mesh Finite Difference algorithm based on Nodal Expansion Method (NEM_TNCMFD_JFNK) is successfully developed and proposed to solve the three-dimensional (3D) and multi-group reactor physics models. In the NEM_TNCMFD_JFNK method, the efficient JFNK method with the Modified Incomplete LU (MILU) preconditioner is integrated and applied into the discrete systems of the NEM-based two-node CMFD method by constructing the residual functions of only the nodal average fluxes and the eigenvalue. All the nonlinear corrective nodal coupling coefficients are updated on the basis of two-nodal NEM formulation including the discontinuity factor in every few newton steps. All the expansion coefficients and interface currents of the two-node NEM need not be chosen as the solution variables to evaluate the residual functions of the NEM_TNCMFD_JFNK method, therefore, the NEM_TNCMFD_JFNK method can greatly reduce the number of solution variables and the computational cost compared with the JFNK based on the conventional NEM. Finally the NEM_TNCMFD_JFNK code is developed and then analyzed by simulating the representative PWR MOX/UO₂ core benchmark, the popular NEACRP 3D core benchmark and the complicated full-core pin-by-pin homogenous core model. Numerical solutions show that the proposed NEM_TNCMFD_JFNK method with the MILU preconditioner has the good numerical accuracy and can obtain higher computational efficiency than the NEM-based two-node CMFD algorithm with the power method in the outer iteration and the Krylov method using the MILU preconditioner in the inner iteration, which indicates the NEM_TNCMFD_JFNK method can serve as a potential and efficient numerical tool for reactor neutron diffusion analysis module in the JFNK-based multiphysics coupling application.

• 디지털융복합연구
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• 제13권10호
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• pp.33-40
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• 2015

오늘날 전 세계적으로 사회 전 분야에서 컴퓨터화가 진행 중이며, 소프트웨어는 모든 융복합 분야에서 중심 역할을 수행하고 있다. 이러한 정보 환경의 변화는 가치관의 변화와 패러다임의 전환을 주도하고 있으며, 이와 더불어 국내 교육정책 또한 변화하고 있다. 머지않아 인간과 컴퓨터의 상호작용이 일상화됨에 따라 기본적인 소양으로서 코드 리터러시는 중요한 역할을 수행할 것이다. 이러한 변화에도 불구하고 국내 대학 정보화 교육은 시대적 변화를 반영하지 못한 채 사무용 응용프로그램의 단순 활용 능력의 배양에만 그치고 있는 실정이다. 본 논문에서는 현재 국내 대학교육에서 디지털리터러시의 배양을 위해 운영 중인 제도적 수단과 교육과정을 종합적으로 살펴본다. 이를 바탕으로 시대적 요구에 부합하는 교육 과정의 토대를 마련하기 위해 교육 수준과 교육 내용에 따른 교육적 요소를 제시한다. 제시하는 교육적 요소는 3가지 교육 내용과 3단계 교육 수준을 결합하여 다섯 가지로 설정하였으며 이를 바탕으로 교육과정의 설계에 활용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권6호
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• pp.615-622
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• 2010

본 연구에서는 중형 직분식 선박용 엔진의 성능 및 NOx 배출물 예측을 위한 0-D multi-zone 분무 연소 모델이 개발되었다. 모델은 상용 1-D 사이클 해석 프로그램 (Boost)와 연동할 수 있도록 개발되었으며, 흡배기 시스템을 포함한 엔진 전체에 대한 동시 해석이 가능하였다. 연소 모델은 Fortran90 으로 개발되었으며, AVL 에서 제공된 'user defined high pressure cycle (UDHPC) interface'를 통해 Boost 와 연동되었다. 두 가지의 인젝터(8 홀, 10 홀)에 대해 두 가지 부하에서 해석을 수행하였으며, 해석 결과는 실제 엔진의 성능 실험 결과를 잘 추종하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권5호
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• pp.633-640
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• 2014

In this research, the surface roughness affecting the pressure drop in a pipe used as the steam generator of a PWR was studied. Based on the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique using a commercial code named ANSYS-FLUENT, a straight pipe was modeled to obtain the Darcy frictional coefficient, changed with a range of various surface roughness ratios as well as Reynolds numbers. The result is validated by the comparison with a Moody chart to set the appropriate size of grids at the wall for the correct consideration of surface roughness. The pressure drop in a full-scale U-shaped pipe is measured with the same code, correlated with the surface roughness ratio. In the next stage, we studied a reduced scale model of a U-shaped heat pipe with experiment and analysis of the investigation into fluid-structure interaction (FSI). The material of the pipe was cut from the real heat pipe of a material named Inconel 690 alloy, now used in steam generators. The accelerations at the fixed stations on the outer surface of the pipe model are measured in the series of time history, and Fourier transformed to the frequency domain. The natural frequency of three leading modes were traced from the FFT data, and compared with the result of a numerical analysis for unsteady, incompressible flow. The corresponding mode shapes and maximum displacement are obtained numerically from the FSI simulation with the coupling of the commercial codes, ANSYS-FLUENT and TRANSIENT_STRUCTURAL. The primary frequencies for the model system consist of three parts: structural vibration, BPF(blade pass frequency) of pump, and fluid-structure interaction.

• 정보와 통신
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• 제15권9호
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• pp.97-106
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• 1998

태양면의 교란으로 야기되는 지구근방 우주환경의 변화는 인류에게 막대한 사회경제적인 손실을 유발하므로 이를 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서 도입한 자기폭풍 예보코드는 이러한 변화양상을 지자기활동지수인 AE 및 Dst, 극관횡단전위차, 극지방전리층에서 소모되는 에너지 그리고 여기에 수반되는 열권의 온도상승 등의 형태로 예보하도록 고안되었다. 본 예보코드는 플레어 관측으로부터 태양풍 그리고 행성간자기장을 예측하는 부분과 추정된 태양풍파라미터로 표현되는 태양풍-자기권상호작용함수인 $\varepsilon$으로부터 상기 물리량들은 추정하는 부분으로 나누어져 있다. 1993년 11월 초에 발생한 자기폭풍에 이 예보코드를 적용하여 그 결과를 일본인공위성인 Geotail에 의한 태양풍관측결과와 지자기관측소에서 얻은 지자기 활동지수들과 비교하였다. 비록 많은 부분에서 아직 개선되어야할 여지가 발견되었지만 태양 플레어로 야기되는 지구근방 우주환경에 교란상태를 예측하는데 근사적이지만 본 예보모델이 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권4호
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• pp.218-226
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• 2007

본 연구는 생존성 측면에서 잠수함의 내충격 설계시 고려해야 하는 수중폭발 충격응답해석 기법에 관하여 고찰하였다. 생존성을 고려하는 것은 현대의 모든 함정설계에 필수요건이며, 특히 잠수함의 수중폭발에 대한 내충격 설계는 반드시 고려되어야 할 사항이다. 기존의 수중함에 대한 내충격 설계는 가정된 이론에 의한 충격가속도를 정적해석의 결과를 통하여 단순하게 적용하였으나 본 연구에서는 직접해석법에 수중폭발 충격응답해석을 수행함으로써 기존의 방법보다 매우 합리적이고 신뢰성 높은 결과를 제시하였다. 특히 본 연구에서는 직접해석법 중에서 기존 수상함에서 널리 사용하고 있는 LS-DYNA/USA code일 적용보다 LS-DYNA code만으로 사용자가 보다 손쉽게 접근할 수 있는 ALE기법을 이용하여 잠수함 액화산소탱크를 대상으로 수중폭발해석 방식을 제안하고자 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.77-94
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• 2016

A forked tunnel, as a special complicated underground structure, is composed of big-arch tunnel, multi-arch tunnel, neighborhood tunnels and separate tunnels according to the different distances between two separate tunnels. Due to the complicated process of design and construction, surrounding jointed rock mass stability of the big-arch tunnel which belongs to the forked tunnel during excavation is a hot issue that needs special attentions. In this paper, an elasto-plastic damage constitutive model for jointed rock mass is proposed based on the coupling method considering elasto-plastic and damage theories, and the irreversible thermodynamics theory. Based on this elasto-plastic damage constitutive model, a three dimensional elasto-plastic damage finite element code (D-FEM) is implemented using Visual Fortran language, which can numerically simulate the whole excavation process of underground project and perform the structural stability of the surrounding rock mass. Comparing with a popular commercial computer code, three dimensional fast Lagrangian analysis of continua (FLAC3D), this D-FEM has advantages in terms of rapid computing process, element grouping function and providing more material models. After that, FLAC3D and D-FEM are simultaneously used to perform the structural stability analysis of the surrounding rock mass in the forked tunnel considering three different computing schemes. The final numerical results behave almost consistent using both FLAC3D and D-FEM. But from the point of numerically obtained damage softening areas, the numerical results obtained by D-FEM more closely approach the practical behaviors of in-situ surrounding rock mass.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제6권2호
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• pp.97-100
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• 2002

NaEr(WO$_4$)$_2$ is a new laser material. The planar optical waveguide was formed in NaEr(WO$_4$)$_2$ crystal by 2.6 MeV He$^{+}$ ion implantation at doses of 1.0-1.5 $\times$ 10$^{16}$ ions/cm$^2$ at room temperature. The effective refractive indices of the dark modes were measured using the prism coupling method. foul n modes and five TM modes were observed in the waveguide. The refractive index profiles were analyzed using the reflectivity calculation method (RCM). The influence of heat treatment at moderate temperature on the refractive index profiles of the waveguide was also investigated. We used the TRIM'98 (Transport of ton in Matter) code to simulate the damage profile in the NaEr(WO$_4$) crystal by 2.6 MeV He$^{+}$ion implantation which is helpful for a better understanding of the waveguide formation.ion.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권2호
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• pp.241-249
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• 2008

In this study, lateral vibration analysis has been conducted on a propulsion and lift shafting system for an air cushion vehicle using ANSYS code. The shafting system is totally flexible multi-elements system including air propeller, aluminum alloy of lift fan and thin walled shaft with flexible coupling. The analysis included the lateral natural frequencies, mode shapes and harmonic analysis of the shafting system taking into account three-dimensional models for propulsion and lifting shaft system. In case of ACV the yawing and pitching rate of craft will be quite high. During yawing and pitching of craft significant gyroscopic moment will be applied to the shafting and will generate high amplitude of lateral vibration. So, such a shafting system has very intricate lateral vibrating characteristics and natural frequencies of shafting must be avoided in the range of operating revolution. The control of lateral vibration is included in this study.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.7-14
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• 2005

접촉 현상을 포함하는 완전 연계된 열기계학적 문제에 대한 정확하고 효율적인 해석을 위하여 부영역과 공유면에 근거한 유한요소 정식화 기법을 제안하였다. 부영역과 공유면을 결합하기 위한 등식 적합 조건을 벌칙 함수로 처리함으로써 모든 유효 강성 행렬이 양정치화되며, 역행렬과 같은 각종 수치 연산이 매우 간편하다. 또한 전체 구조 형상이 복잡하더라도 대상 영역을 임의의 부영역으로 분할한 후, 공유면에서의 절점 연속성 등을 고려하지 않고 각 부영역을 독립적으로 유한요소 모델링할 수 있다. 컴퓨터 코드의 개발 및 수치 예제의 해석을 통하여 본 기법에 대한 기본적인 특성을 확인하였다.