• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.71-80
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• 2020

발사체 분석을 위한 CFD 소프트웨어인 LVAFoam을 개발하기 앞서 발사체의 연소기, 터보 펌프 및 외부유동의 시뮬레이션에 사용된 해외의 인하우스 CFD 소프트웨어 및 상용 CFD 소프트웨어에 대한 조사를 수행하였다. 인하우스 소프트웨어로는 NASA, 미시시피 주립대학, DLR, Bertin Technologies & CNES, CERFACS 및 JAXA의 솔버들과, 상용 소프트웨어로는 FLUENT, CFX, Adavance/FrontFlow/red, GASP, CRUNCH CFD, CFD-ACE+, FINE^TM/Turbo, STAR-CCM+ 의 솔버들을 정리하였다. 발사체 분석을 위한 각 소프트웨어의 계산 사례가 제시되었으며, 개발된 LVAFoam이 간략하게 소개되었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.122-127
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• 2021

선수 주변의 쇄파 과정 및 작은 스케일의 특징과 같은 유동 특성을 조사하기 위해 수치적 연구가 수행되었다. 본 연구에 사용된 쐐기형 선수의 형상은 이전 연구 [1, 2]에서 가져온 것이며 계산 조건은 Re = 1.64 × 10⁵ 및 Fr = 2.93이다. 상업용 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 중 하나인 Star CCM +을 사용하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 전반적인 선수 주변의 파 프로파일, 플런징 제트 모양, 공기 혼입 및 쇄파 과정과 같은 결과는 다른 실험 및 수치 연구와 비교되었고 일치하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 선수파 프로파일은 쐐기 앞에서부터 뒤로 가면서 뒤집힘 제트가 형성되고 마지막으로 제트가 쇄파 되는 것을 볼 수 있다. 플런징 쇄파 현상도 쐐기 모양을 따라가면서 일어나는 것을 알 수 있고 이전 플런징 쇄파에서 나타나는 플런징 쇄파의 4가지 과정을 보여 주고 있다. 플런징 쇄파 시 제트 주위의 속도가 급격하게 커지는 것을 확인할 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권2호
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• pp.135-145
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• 2023

Developing high-fidelity Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation methods used to evaluate the airwake characteristics along a flight deck of a large ship, the various kind of data such as actual ship measurement and wind tunnel results are required to verify the accuracy of CFD simulation. Inflow velocity profile at the bow, local unsteady flow field data around the flight deck, and highly reliable wind tunnel data which were measured after reviewing Atmospheric Boundary Layer (ABL) simulation and Reynolds Number effects were also used to determine the key parameters such as turbulence model, time resolution and accuracy, grid resolution and type, inflow condition, domain size, simulation length, and so on in STAR CCM⁺. Velocity ratio and turbulent intensity difference between Full-scale CFD and actual ship measurement at the measurement points show less than 2% and 1.7% respectively. And differences in velocity ratio and turbulence intensity between wind tunnel test and small-scale CFD are both less than 2.2%. Based upon this fact, the selected parameters in CFD simulation are highly reliable for a specific wind condition.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.815-817
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• 2012

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권3호
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• pp.269-286
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• 2023

Autonomous Underwater Gliders (AUGs) are a type of Underwater Vehicles that move without the help of a standard propeller. Gliders use buoyancy engines to vary their weight or buoyancy and traverse with the help of the Lift and Drag forces developed from the fuselage and the wings. The Lift and Drag Coefficients, also called Hydrodynamic coefficients (HDCs) play a major role in glider dynamics. This paper examines the effect of the different types of glider fuselages based on the bodies of revolution (BOR) of NACA sections. The HDCs of the glider fuselages are numerically estimated at a low-speed regime (10⁵ Reynolds Number) using Computational Fluid Dynamics (CFD). The methodology is validated using published literature, and the results of CFD are discussed for possible application in the estimation of glider turning motion.

• 한국추진공학회지
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• 제26권5호
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• pp.44-51
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• 2022

본 연구에서는 굴곡이 있는 형상의 노즐의 제작 방법으로 5축 가공을 제안하였고 제작한 형상의 구조적 검토를 위해 유동 해석과 구조해석을 활용하였다. 유동 해석에 사용한 프로그램은 STAR-CCM+이며 노즐의 내부온도와 압력 분포를 획득하였고 구조해석의 경계조건으로 사용하였다. 구조해석은 상용 프로그램 NASTRAN을 활용하였으며 von-mises 기법으로 응력을 계산하였다. 발생하는 최대 응력 값을 기준으로 안전 마진은 0.78, 베어링 안전 마진 또한 46.8로 안전하였다. 그리고 크리프 수명은 Larson-Miller 변수식 방법을 사용하여 최대 응력 값 187 MPa와 배기가스 완전 혼합된 온도 463 K를 적용하여 예측된 수명 시간은 9.97 x 10¹² 시간으로 계산되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.35-44
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• 2020

Propeller cavitation extent, pressure fluctuation induced by cavitation, pressure distribution on propeller blade, total velocity distribution and nominal wake distribution for a MR Taker were computed in both conditions of model test and sea trial using a code STAR-CCM⁺. Then some of the results were compared with model test data at LCT and full-scale measurement (Ahn et al (2014); Kim et al (2014)] in order to confirm the availability of a numerical prediction method and to get the physical insight of local flow around a ship and propeller. The nominal wake distributions computed and measured by LDV velocimeter on the variation of on-coming velocity show the wake contraction characteristics proposed by Hoekstra (1974). The numerical prediction of propeller cavitation extent on a blade angular position and pressure fluctuation level on each location of pressure sensors are very similar with the experimental results.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1244-1251
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• 2022

지난 10년간 선박의 횡동요 복원력 상실에 의한 해양사고가 지속해서 증가하고 있어, 횡동요 운동을 효과적으로 줄일 수 있는 장치가 필요한 실정이다. 횡동요 감쇄 탱크는 단순한 설치만으로 횡동요 저감을 가져오는 대표적인 수동형 제어장치로 그 장점이 널리 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 U-튜브형 횡동요 감쇄 탱크의 수치해석 기법을 개발하고자 한다. 특히, 해석기법의 검증을 위해 자유수면 높이를 실험을 통해 계측하였다. 수치해석기법은 메쉬 의존성, 난류모델 (k-𝜖, k-𝜔, Reynolds Stress Model), 시간 간격 크기 및 반복횟수 등의 영향을 비교하여 개발하였다. 최종적으로 개발된 해석기법은 Realizable k-𝜖이 난류 모델에 10-2s 수준의 시간 간격 크기와 15회의 반복횟수를 적용하였다. 2가지의 U-튜브형 감쇄 탱크의 조건에서 계측된 자유수면 높이를 이용하여 개발된 해석기법을 검증하였다. 본 연구의 수치해석은 RANS 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+ (ver. 17.02)을 이용하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권7호
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• pp.2184-2194
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• 2021

The Free-Piston Stirling engine (FPSE) is of interest for many research in aerospace due to its advantages of long operating life, higher efficiency, and zero maintenance. In this study, a 1-kW FPSE was proposed by analyzing the requirements of Space Reactor Power Systems (SRPS), of which performance was evaluated by developing a code through the Simple Analysis Method. The results of SAM showed that the critical parameters of FPSE could satisfy the designed requirements. The heater of the FPSE was designed with the copper rectangular fins to enhance heat transfer, and the parametric study of the heater was performed with Computational Fluid Dynamics (CFD) software STAR-CCM⁺. The Performance Evaluation Criteria (PEC) was used to evaluate the heat transfer enhancement of the fins in the heater. The numerical results of the CFD program showed that pressure drop and Nusselt number ratio had a linear growth with the height of fins, and PEC number decreased as the height of fins increased, and the optimum height of the fin was set as 4 mm according to the minimum heat exchange surface area. This paper can provide theoretical supports for the design and numerical analysis of an FPSE for SRPSs.