• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.593-602
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• 2016

본 연구에서는 근접연계방식의 초음속기체 금속분말 미립화장치에 대한 수치해석을 수행하였다. 액체금속의 미립화 과정에서 발생하는 1, 2차 액적분열을 모사하기 위해서 난류 모델을 선정하고 VOF(Volume of Fluid), DPM(Discrete Phase Model) 해석을 차례대로 수행하였다. 해석결과, Level-Set function 분포도를 통해 1차 분열액적의 직경을 계산할 수 있었으며 이 데이터를 DPM 해석에 반영해 도메인 출구에서 수집된 입자들의 최종직경분포를 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.591-595
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• 2017

이상유동 모델과 동적격자계를 활용하여 탄의 사출관 내부의 열유동과 탄의 운동성능을 해석하는 수치모사를 진행하였다. 고온의 공기와 냉각제간의 상호작용 및 유동장을 해석하기 위해, Realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델과 VOF (Volume Of Fluid) 모델을 선정하고 냉각제 유량변이에 따른 수치 해석을 진행하였다. 해석결과, 사출관의 압력은 냉각제의 유뮤에 따라 큰 차이를 보였고, 냉각제량에 따라서도 각각의 차이를 보였다. 탄의 속도와 가속도의 변이는 압력에 종속하여 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.910-915
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• 2003

A Navier-Stokes equation solver for incompressible viscous flows with free surface is developed and tested. This is based upon a fractional time step method and a non-staggered finite volume formulation for unstructured meshes. For time advancement scheme, Adams -Bashforth method for convective term and Crank-Nicolson method for diffusive term are applied. The interface between two fluids with different fluid properties is tracked with Piecewise Linear Interface Calculation(PLIC) Volume-of-Fluid(VOF) methods. Computational results are presented for some test problems: the broken dam, the sloshing in a rectangular tank, the filling of a cylindrical tank.

• 한국해양공학회지
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• 제24권6호
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• pp.16-22
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• 2010

In this paper, the diffraction problems for fixed offshore structures are solved using a hybrid scheme. In this hybrid scheme, potential-based solutions and the Navier-Stokes-based finite volume method (FVM) with a volume-of-fluid (VOF) method are combined. We introduce a buffer zone for efficient wave-making and damping. In this buffer zone, the near field solution from FVM-VOF is gradually changed to Stokes' 2nd order wave solutions. Three different models, including the truncated cylinder, sphere, and wigleyIII model, are numerically investigated in regular waves with a wave steepness of 1/30. The efficiency and accuracy of the hybrid scheme are numerically validated from results using different domain sizes and buffer zones. The wave exciting forces from the FVM-VOF simulations are compared with experiments and potential-based solutions from the higher-order boundary element method (HOBEM). This comparison shows good agreement between the hybrid scheme and potential-based solutions.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제1권1호
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• pp.20-28
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• 2009

In thus paper we validate a numerical model for wave-structure interaction by comparing numerical results with laboratory data. The numerical model is based on the Navier-Stokes (N-S) equations for an incompressible fluid. The N-S equations are solved by a two-step projection finite volume scheme and the free surface displacements are tracked by the volume of fluid (VOF) method The numerical model is used to simulate solitary waves and their interaction with a group of slender vertical piles. Numerical results are compared with the laboratory data and very good agreement is observed for the time history of free surface displacement, fluid particle velocity and wave force. The agreement for dynamic pressure on the cylinder is less satisfactory, which is primarily caused by instrument errors.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.153-159
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• 2005

최근의 해안, 해양공학의 수치해석 기술은 구조물이 있는 영역에서의 파동을 계산하기 위해 Navier-Stokes방정식을 기초로 한 많은 수법들이 개발되고 발전되어 왔다. 이들 중, 파랑의 쇄파현상등의 복잡한 파동현상을 재현할 목적의 수치해석 기법으로 Volume Of Fluid method (보프법)에 근거를 둔 수치해석 기법이 자주 사용되어지고 있다. 그러나 보프법은 일반적으로 방대한 계산시간과 기억용량이 필요로 하다는 단점을 가지고 있어, 보프법의 단독 수법으로는 적어도 100주기 이상의 계산시간을 통한 해석이어야만 만족할 만한 결과가 나타나는 불규칙파랑에 대한 해석이 현실적으로 어렵다는 단점이 있다. 한편, 완전유체로 가정할 경우, 경계요소법(BEM)으로 파랑을 신속하고, 정확하게 개산할 수 있으나, 비선형 현상을 재현할 수 없는 단점이 있다. 본 연구는 불규칙파랑을 대상으로 하고, 구조물이 있는 경우의 파동현상도 계산이 가능한 수치 해석 기법의 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위해, 두 수법의 장점을 살려 쇄파현상등이 있어 비선형 현상의 재현이 요구되는 영역에서는 보프법을 사용하여 계산하고, 비선형성을 무시할 수 있어 포텐샬 이론이 적용 가능한 구간에서는 BEM을 사용하여 계산을 하도록 두 수법을 연결한 BEM-VOF model을 개발하였다. 개발된 수치모델의 검증으로는 5차 스톡스파의 파랑전파 및 불규칙파랑의 전파를 통해 수행하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.201-210
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• 2009

A volume capturing method using unstructured grid system for numerical analysis of multiphase flows is introduced in the present paper. This method uses an interface capturing method (CICSAM) in a volume of fluid(VOF) scheme for phase interface capturing. The novelty of CICSAM lies in the adaptive combination of high resolution discretization scheme which ensures the preservation of the sharpness and shape of the interface while retaining boundedness of the field, and no explicit interface reconstruction which is perceived to be difficult to implement on unstructured grid system. Several typical test cases for multiphase flows are presented, which are simulated by an in-house solution code(PowerCFD). This code employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with CICSAM. It is found that the present method simulates efficiently and accurately complex free surface flows such as multiphase flows.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1142-1149
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• 2003

The present study describes a numerical analysis for simulation of the sloshing of flows with free-surface which contained in a rectangular tank moving in harmonic or pitching motion. The VOF function, representing the volume fraction of a cell occupied by the fluid, is calculated for each cells, which gives the location of the free-surface filling any some fraction of cells with fluid. The time-dependent changes of free-surface height are used for visualization subject to several conditions such as fluid height, horizontal acceleration, sinusoidal motion, and viscosity. The free-surface heights were used for comparing wall-force, which is caused by sloshing of flows. Damping effects by baffles were extensively investigated for various conditions in terms of baffle shape and position.

• 한국해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.78-82
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• 1988

자유표면 유동을 시뮬레이션할 수 있는 수치 알고리듬 중 가장 최근에 개발된 volume of fluid (VOF) 방법을 이용하여 뚜껑이 닫힌 사각 컨테이너 속의 슬라싱을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 유동이 작은 경우에는 알고리듬이 불안정하게 되어 장기간 시뮬레이션을 어렵게 하는 문제점이 발견되었다. 이 문제점을 해결하기 위해 VOF 알고리듬이 불안정하게 되어 장기간 시뮬레이션을 어렵게하는 문제점이 발견되었다. 이 문제점을 해결하기 위해 VOF 알고리듬 중 유량이동 알고리듬을 수정하여 원래의 알고리듬으로 시뮬레이션한 결과와 비교 분석하였다

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.513-523
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 최근 저자가 제안한 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념인 친수성/소수성 수평 표면에서의 액적이송을 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 액적 내 및 주위의 속도벡터, 압력분포 및 전체운동에너지와 같은 수치해석 결과를 제시하고 이 결과들을 통해 액적이송 메커니즘을 규명하였다.