• 한국항공우주학회지
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• 제50권9호
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• pp.599-608
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• 2022

로터 시스템을 사용하는 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)는 이착륙 시 버티포트(Vertiport)에서 지면 효과를 경험하게 된다. UAM의 안전한 운용을 위해서는 지면 효과가 비행체의 공력성능에 미치는 영향성이 선행적으로 분석되어야 한다. 본 연구에서는 Lattice Boltzmann Method (LBM)를 적용하여지면 효과가 동축 반전 프로펠러를 장착한 쿼드콥터 형상 전기동력 수직이착륙기 전기체의 공력성능 및 후류 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 동축 반전 프로펠러 시스템의 상하부 프로펠러에서 지면 효과 영향성은 상이하게 관찰되었다. 지면과의 이격 거리가 변화하더라도 상부 프로펠러의 성능에는 큰 변화가 없었지만, 지면과 가까워질수록 하부 프로펠러에서는 평균 추력과 토크 값이 크게 증가하였다. 또한 이격 거리가 감소함에 따라 추력 변동의 진폭이 증가하는 경향성이 나타났다. 지면 효과에 의해 프로펠러 후류는 하류 방향으로 충분히 전파되지 못하고 지면을 따라 발달한 Outwash 흐름에 의해 확산되었다. 프로펠러 시스템 사이에서 지면 확산 유동이 충돌하는 분수 와류(Fountain Vortex)의 형성을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.512-519
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• 2023

소음공해는 인간과 해양환경에 악영향을 끼치며, 선박과 해양구조물에서 발생하는 유동소음을 예측을 통해 소음에 대한 안전성을 평가하고 해양환경을 보존할 수 있다. 기존 수중구조 유동소음 해석기법은 전산유체역학과 FW-H음향상사식을 이용한 하이브리드법 기반이다. FW-H는 무한공간에서의 음향전파를 가정하여 소음해석을 수행하기 때문에 음파의 반사와 산란, 회절의 영향이 나타나는 근접장 해석이 제한적이다. 반면 격자볼츠만기법 기반의 직접법 유동소음해석을 수행하면 근접장 음향효과를 소음해석에 반영할 수 있다. 직접법 해석은 유동과 소음이 연성된 해석이 수행되고 구조경계에서의 반사와 회절, 유동에 의한 매질 불균일성에 따른 산란효과가 반영된다. 그간 격자볼츠만기법이 수중조건에서 수치적으로 불안정하여 수중환경에 적용이 불가능했다. 하지만 수중환경에서 사용할 수 있는 DM-TS 격자볼츠만기법 충돌연산자가 개발되어 수중으로 확장이 가능해졌다. 본 연구에서는 파이프내 원형구멍에 대하여 격자볼츠만기법 해석을 수행해 수중 유동소음해석이 가능함을 보였다. 격자볼츠만기법 해석을 통해 도출한 유동과 소음을 각각 실험과 비교하여 해석의 신뢰도를 확보하였다. 파이프내 유동소음에 의한 주요 압력 피크가 해석에 반영되었으며 이를 통해 격자볼츠만기법을 이용한 근접장 유동소음해석이 가능함을 확인했다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 12th Asian Congress of Fluid Mechanics
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• pp.47.1-47.1
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• 2008

• International Journal of Contents
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• 제8권4호
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• pp.36-41
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• 2012

We present a novel watercolor painting drawing system which can work even on low powered computing machine such as tablet PC. Most digital watercolor systems are generated to perform on desktop, not low powered mobile computing system such as iPad. Our system can be utilized for art education besides professional painters. Our system is not a naïve imitation of real watercolor painting, but handles with properties of watercolor such as diffusion, boundary salience, and mixing of water and pigment.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1825-1829
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• 2004

A numerical simulation was performed of flow behind a squareback car with a rear spoiler. Influence of the rear spoiler on drag force has been studied. A lattice Boltzmann method was utilized to portray the unsteady aerodynamics of wake flows. The pressure distributions were employed to examine the vortex formation mode against the rear spoiler. It was found that the separation flow at roof end and c-pillar makes three dimensional vortex structures and the rear spoiler increases pressure on the rear glass surface.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.531-536
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• 2012

판토그라프 팬헤드의 공력소음 발생의 주요 인자와 영향을 미치는 변수를 분석하였다. 팬헤드 주변의 유체 유동과 결과적인 소음 방사를 분석하기 위해, 수치해석적인 방법 중 하나인 격자볼츠만 방법으로 팬헤드 단순모델을 사용했다. 풍동실험을 통해 측정된 결과로 시뮬레이션 결과를 검증했다. 와흘림이 주요한 공력소음 발생원인이며 Strouhal수, 유체의 속도 및 판토그라프의 형상에 영향을 받았다. 이 논문에 사용된 직사각형 형상을 통해 양력의 발생을 증가시키면서 방사 소음을 줄이는 팬헤드의 설계가 가능함을 제시하였다. 또한 통로나 유선 형상을 이용해 와흘림을 최소로 줄이면, 방사 소음을 크게 저감하는 형상의 설계가 가능함을 구축된 해석모델을 이용하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.79-88
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• 2015

본 연구에서는 유한차분법(FDM)을 적용한 혼성 격자볼츠만 방법(HLBM)을 이용하여 직사각 형태를 갖는 공동형상 내 혼합특성에 대하여 수치적으로 연구하였다. 유동장은 다중 완화시간을 적용한 격자볼츠만 방법(LB-MRT)을 사용하였으며, 농도장은 두 물질의 질량은 같고 두 물질 사이의 상호작용이 없다고 가정한 Passive Scalar 방법을 사용하였다. 먼저, 정사각형과 종횡비가 2인 직사각형의 공동형상 내 유동해석 결과를 기존의 신뢰성 있는 연구결과와 비교하여 HLBM의 신뢰성을 검토하였다. 이를 토대로 다양한 종횡비를 갖는 공동형상에서 Pe수를 변화시키며 공동형상 내부에서의 혼합특성과 물질전달 형태에 대하여 파악하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권1호
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• pp.82-93
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• 2008

The flowfield behind two cylinders and flow-induced noise generated from the cylinders in various arrangement are numerically investigated based on the finite difference lattice Boltzmann model with 21 velocity bits. which is introduced a flexible specific heat ${\gamma}$ to simulate diatomic gases like air. In an isolated cylinder with two type of mesh. some flow parameters such as Strouhal number $S_t$ and acoustic pressure ${\Delta}p$ simulated from the solution are given and quantitatively compared with those provided the previous works. The effects of the center-to-center pitch ratio $L_{cc}/d=2.0$ in staggered circular cylinders as shown in Fig. 1 and angles of incidence ${\alpha}=30^{\circ}(T_{cc}/d=0.5)$, $45^{\circ}(T_{cc}/d =0.707)$ and $60^{\circ}\;(T_{cc}/d=0.866)$, respectively, are studied. Our analysis focuses on the small-scale instabilities of vortex shedding, which occurs in staggered arrangement. With the results of drag $C_d$ and lift $C_l$ coefficients and vorticity contours. the mechanisms of the interference phenomenon and its interaction with the two-dimensional vortical structures are present in the flowfields under $Re\;{\le}\;200$. The results show that we successively capture very small pressure fluctuations, with the same frequency of vortex shedding, much smaller than the whole pressure fluctuation around pairs of circular cylinders. The upstream cylinder behaves like an isolated single cylinder, while the downstream one experiences wake-induced flutter. It is expected that, therefore, the relative position of the downstream cylinder has significant effects on the flow-induce noise, hydrodynamic force and vortex shedding characteristics of the cylinders.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.765-773
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• 2016

The vehicle interior noise caused by exterior fluid flow field is one of critical issues for product developers in a design stage. Especially, turbulence and vortex flow around A-pillar and side mirror affect vehicle interior noise through a side window. The reliable numerical prediction of the noise in a vehicle cabin due to exterior flow requires distinguishing between the aerodynamic (incompressible) and the acoustic (compressible) surface pressures as well as accurate computation of surface pressure due to this flow, since the transmission characteristics of incompressible and compressible pressure waves are quite different from each other. In this paper, effective signal processing technique is proposed to separate them. First, the exterior flow field is computed by applying computational aeroacoustics techniques based on the Lattice Boltzmann method. Then, the wavenumber-frequency analysis is performed for the time-space pressure signals in order to characterize pressure fluctuations on the surface of a vehicle side window. The wavenumber-frequency diagrams of the power spectral density shows clearly two distinct regions corresponding to the hydrodynamic and the acoustic components of the surface pressure fluctuations. Lastly, decomposition of surface pressure fluctuation into incompressible and compressible ones is successfully accomplished by taking the inverse Fourier transform on the wavenumber-frequency diagrams.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.539-546
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• 2010

본 연구에서는 격자볼츠만 방법(LBM)을 이용하여 미소채널 내의 유동이 완전 발달 층류유동일 때, 미소채널 내에서의 표면 거칠기 영향에 대하여 수치계산을 수행하였다. 미소채널 내에서 표면 거칠기의 영향을 분석하기 위하여 표면 거칠기의 높이($\varepsilon$), 폭(w), 간격(s)을 조절하여 미소채널에서의 마찰계수(f), 포와이즈수(Po)와 거시적 이론값과 비교하였다. 미소채널에서의 표면 거칠기의 높이가 증가함에 따라 거시적 이론값(Po=24)에 비해서 수치해석으로부터 예측된 값($25{\leq}Po{\leq}29$)이 높게 나타났으며, 표면 거칠기의 폭과 간격은 표면 거칠기의 높이에 비해 미소채널 내부 유동의 변화에 큰 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터 미소채널 내부 유동에서는 표면 거칠기의 영향으로 거시적 층류유동과는 다른 유동현상이 나타난다는 것을 알 수 있었다.