• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.30-44
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• 2021

동축 반전 프로펠러는 기존의 단일 프로펠러와 달리 추가적인 설계 변수의 증가로 인해 실험적 성능평가에 비용과 시간 측면에서 여러 제약이 따른다. 또한 상/하단 프로펠러 사이의 상호 간섭으로 인하여 수치 해석에 있어서도 많은 시간과 자원이 요구된다. 본 연구에서는 시간 효율적인 수치해석기법인 actuator 기법을 활용하여 제자리 비행하는 동축 반전 프로펠러의 공력 성능에 관한 수치적 연구를 수행하였다. 상용 CFD 코드인 ANSYS Fluent 결과와 비교하여 해석기법의 정확성을 검증하였다. 해석 변수로는 동축 반전 프로펠러의 축 간극과 회전속도를 선정하였으며, 다양한 조건에서 동축 반전 프로펠러의 공력 성능을 획득하였다. 획득한 공력 성능을 바탕으로 단일 프로펠러와 동축 반전 프로펠러의 제자리 비행 효율 계수를 획득하고, 단일 프로펠러의 성능으로 동축 반전 프로펠러의 성능을 예측할 수 있는 예측 인자를 도출하여 actuator 기법의 활용성을 평가하였다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.334-339
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• 2022

본 연구에서는 복합재료 제조 공정 과정 중 수지의 유동 저항성을 대변하는 인자인 투수 계수를 예측하는 알고리즘을 개발하였다. 단방향 연속 섬유 복합재료 내부에서 섬유와 수직인 방향 투수 계수의 정확한 예측을 위해 대표 체적 요소의 단면 형상을 고려하였다. 섬유의 유체 유동 저항성을 정량화하기 위한 인지로 섬유 간 간격이 사용되었고, 등가 길이는 섬유 배열에 따른 수지의 유로 변화를 나타내는 인자로 사용되었다. 전기-유압 유사성을 접목하여 투수 계수 예측 알고리즘을 개발하고 그 타당성을 확인하였다. 알고리즘은 Matlab과 Python으로 구성되고, 타당성 검증을 위해 FLUENT를 통해 예측된 투수 계수와 비교하였다. 알고리즘과 수치 해석을 통해 얻은 투수 계수가 거의 일치함을 확인하여 알고리즘을 검증하였으며, 소요 시간은 수치 해석 대비 약 1/450로 감소하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.97-102
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• 2023

방향타는 조선 분야에서 중요한 역할을 하기 때문에 방향타의 유체역학적 특성을 조사하기 위해 수치 시뮬레이션이 수행되었다. 유체역학적 힘과 같은 일부 값은 예인 탱크에서 쉽게 측정할 수 있지만, 실험을 통해 압력 분포, 속도 분포, 와류 발생과 같은 유동장에 대한 자세한 정보를 얻기는 어렵다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 방향타에 작용하는 유체역학 계수와 레이놀즈수가 미치는 영향을 연구하였다. 상용 전산유체역학 프로그램 Ansys Fluent를 이용하여 방향타 주위의 유동 특성을 연구하였고, 이때 k-epsilon 난류 모델이 사용되었다. 먼저 CFD 상용코드를 이용하여 KCS 방향타의 받음각에 따른 항력계수와 양력계수를 구하였다. 둘째, 동일한 조건에서 2차원 양력계수와 항력계수를 3차원 계수와 비교되었다. 셋째, 레이놀즈수가 유체역학적 힘에 미치는 영향이 연구되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.955-961
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• 2013

본 연구는 친환경 건축의 대안으로 부각되고 있는 한옥의 열환경 평가를 수행하기 위하여 한옥을 구성하고 있는 건축요소의 전열 메카니즘을 규명하기 한옥건축부재의 규격화와 모델링을 통하여 열환경을 평가하였다. 최근 친환경 건축, 생태건축의 모델로 일반의 한옥 선호도는 높아지고 있으나, 한옥의 우수성이 정성적으로만 평가되고 있다. 이에 한옥의 건축재료 및 형태와 같은 건축요소를 고려, 한옥 건축요소의 Geometry를 작성하여 솔리드 모델을 구축하고, 열환경 평가의 도구로써 CFD를 적용하여 한옥의 실내 열환경을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 복잡한 형태의 Geometry 작성이 가능한 CATIA와 환경 시물레이션 Code인 FLUENT 등의 상용 Code를 활용함으로써 연구의 신뢰성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일차적으로 서울지방에 건축된 한옥의 기준모델을 설정하여 벽, 천정, 바닥, 창호 등 건축요소의 부위별 형태를 고찰하고, Geometry작성의 입력자료로 사용하기 위하여 각 부위별 치수체계를 구축하였다. 건축요소의 부위별 각각의 형태를 솔리드 모델로 구축하기 위하여 단계별로 벽, 천정, 바닥, 창호 등에 관한 건축요소의 Geometry를 모델링하여 CFD 입력자료로 활용하여 열환경 시물레이션을 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.491-497
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• 2012

A hull-form for a 32,000G/T class Ro-Pax ferry has developed in accordance with a need of ferry operators to reduce fuel oil consumption(FOC) due to the drastic increase in oil prices recently and strengthening of environmental rules and regulations such as CO2 emission. A twin-skeg type is applied as the hull-form in lieu of an open-shaft type in order to improve propulsion performance. In order to achieve this object, flow control devices are installed to reduce a propeller induced vibration which is a main reason to obstruct the application of twin-skeg type passenger vessels owing to an uncomfortable vibration level. Numerical simulation by using an in-house code and a commercial code (Fluent) has performed to find out an optimum design of the flow control devices and to check an improvement in cavity volume. Model tests in Samsung Ship Model Basin are carried out to evaluate propulsion performance with the developed twin-skeg type hull and a reference hull of open-shaft type. In conclusion, it is shown that the twin-skeg type hull is better than the open-shaft in FOC by around 7% and in cavity volume by 20% as well.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제16권E호
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• pp.47-57
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• 2000

This study focuses on the investigation of the effects of windspeed and particle size on the dust control characteristics inside a test dome built in the Port of Inchon to reduce the fugitive dust originating from the handling of animal feed stuff in the open pile area. The flow field inside the test dome and the trajectories of the particles were calculated using a commercial CFD code, FLUENT, assuming that the animal feed stuff handling activity took place inside the test dome. It was found from the simulation results that high windspeed and small particle size give rise to the increase in both the escaped fraction and the suspended fraction of the particles emitted from the animal feed stuff handing activity. Here, high escaped fraction represents the high possibility of fugitive dust problem outside the test dome, whereas high suspended fraction means the high possibility of severe dust pollution inside the test dome. Ore simulation results clearly show that the existing test dome was not designed properly to meet the proposed goal, low escaped fraction and low suspended fraction. Hence, we suggest the need of an efficient ventilation system inside the dome to control the dust.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권6호
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• pp.396-403
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• 2008

Because thermal non-uniformity of transported agricultural products is mainly affected by cooling air flow pattern in the cold transport equipment, the analysis and control of flowfield is key to optimization of cold transport equipment. The objectives of this study were to estimate the effects of geometric and operating parameters of cold container on the air flow and heat transfer, and find the optimum design parameters for the low temperature level and its uniformity in given cold container with CFD simulations. Existences of ducts, gaps between pallets and geometries of exit as geometric parameters and fan blowing velocity as operating parameter were investigated. CFD simulations were carried out with the FLUENT 6.2 code. The result showed that optimum design condition was bulk loading with no duct, wall exit and 8.0 m/s of fan blowing velocity.

• 한국연소학회지
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• 제19권4호
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• pp.8-13
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• 2014

Flow distribution of fuel nozzles for a combustor in a micro gas turbine is numerically investigated. The fuel supply system for the present study has 12 single nozzles with a diameter of several hundred micrometers. A uniform temperature distribution of a combustor outlet should be achieved for maximizing the lives of the turbine blades and nozzle guide vanes. For this, it is very important to uniformly supply fuel to a combustor. In order to investigate flow distributions of fuel nozzles, numerical models for fuel nozzles are made and solved by a commercial code, ANSYS FLUENT. An effect of a fuel nozzle diameter and fuel flow rates on flow distribution of fuel nozzles is numerically investigated. As a result, non-uniformity is increasing as a diameter of a single fuel nozzle increases. Finally, an appropriate diameter of a single fuel nozzle is suggested.

• 한국분무공학회지
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• 제20권2호
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• pp.107-113
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• 2015

To date, the demand for Combined Cycle Power Plant (CCPP) has been continuously increased to overcome the problem of air pollution and lack of energy. In particular, the underground CCPP is exposed to substantial fire and explosion risks induced by gas leakage. The present study conducted numerical simulations to examine the fire behavior and gas leakage characteristics for a restricted region including gas turbine and other components used in a typical CCPP system. The commercial code of FLUENT V.14 was used for simulation. From the results, it was found that flammable limit distribution of leakage gas affects fire behavior. Especially, the flame is propagated in an instant in restricted region with LNG gas. In addition, consequence analysis factors such as critical temperature and radiation heat flux are introduced. These results would be useful in making the safety guidelines for the underground CCPP.

• 산업기술연구
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• 제22권A호
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• pp.59-65
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• 2002

The objective of this study is to provide the quantitative and qualitative computational data about the aerodynamic performance of Gurney flap on NACA 00XX airfoils and to show the optimum Gurney flap height for each airfoil. The test was performed on 7 different airfoils from NACA 0006 to NACA0024, which have a 3% chord(=c) thickness interval. For every NACA 00XX airfoil, Gurney flap heights were changed by 0.5% or 0.25% chord interval from 0 to 2.0%c to study their effects. The aerodynamic characteristics of clean and Gurney flap airfoil were compared, and the influences of Gurney flap on each airfoil were compared. As a CFD (Computational Fluid Dynamics) solver, FLUENT, based on Navier-Stokes code, was used to calculate the flow field around the airfoil. The fully-turbulent results were obtained using the standard $k-{\varepsilon}$ two-equation turbulence model. The test results showed that Gurney flap increased the lift coefficient much more than the drag coefficient over a certain range of the lift coefficient, so the lift-to-drag ratio, which is the important index of airfoil performance, was increased. Based on the test results, the relationship between the airfoil thickness and the optimum Gurney flap heights was suggested.