• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.85-101
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• 2020

The optimal parameters for the fluid-structure interaction analysis using the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) for fluids and finite elements for structures, respectively, are explored, and the effectiveness of the simulations with those parameters is validated by solving several open surface fluid problems. For the optimization of the Equation of State (EOS) and the simulation parameters such as the time step, initial particle spacing, and smoothing length factor, a dam-break problem and deflection of an elastic plate is selected, and the least squares analysis is performed on the simulation results. With the optimal values of the pivotal parameters, the accuracy of the simulation is validated by calculating the exerted force on a moving solid column in the open surface fluid. Overall, the SPH-FEM coupled simulation is very effective to calculate the fluid-structure interaction. However, the relevant parameters should be carefully selected to obtain accurate results.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.1-9
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• 2016

본 연구는 공대공 미사일 조종날개의 공력 및 구조를 동시에 고려한 구동력 최소화에 대한 최적화를 수행하였다. 본 연구에서는 조종날개의 공력 및 구조적 특성을 동시에 고려하기 위하여 공력-구조 연계 시뮬레이션을 사용하였으며 공력 및 구조 시뮬레이션에 각각의 전용 소프트웨어를 사용하고자 비정상-약결합 방식 연계기법을 적용하였다. 전역 최적화에는 많은 반복 계산이 필요하므로 빠른 계산을 위하여 수학적 모델링을 이용하였으며 이를 위하여 면 중앙 합성 실험계획법으로 실험점을 선정하였다. 선정된 실험점 및 그에 대한 공력-구조 연계 시뮬레이션 결과를 토대로 2차 다항식 반응면을 생성하였으며 생성된 수학적 모델링을 이용, 유전자 알고리즘 기반 전역최적 설계를 수행하였다. 최적화 목적함수는 마하 0.7 및 마하 2.0 사이의 압력 중심점 이동거리 최소화로 설정하였으며 최적화 결과 압력 중심점 이동거리가 7.5% 감소된 최적형상을 도출하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.445-450
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• 2009

본 논문에서는 물리기반 다상 유체 시뮬레이션의 정확성과 격자 크기 이하의 미세하고 사실적으로 아름다운 유체를 표현하기 위하여 이탈입자에 물리 기법을 추가하였다. 이탈 입자는 입자등위집합 기법에서 표시 입자들이 등위집합을 보정해 주고 남아 있는 입자들을 말하며, 본 논문은 이탈입자가 생성되는 방법을 기존과 다르게 하고, 미세한 공기방울을 표현한 양수의 이탈입자에서 견인력과 양력을 사용하여 유체 시뮬레이션을 확장하였다. 음수의 이탈입자는 또한 물방울과 스플래시 효과를 표현하였고, 등위집합의 음의 값과 합해지게 되면 그 노드의 속도에 영향을 주도록 설계하였다. 이렇게 양수의 이탈입자와 음수의 이탈입자를 사용하는 것은 유체 시뮬레이션에서 격자크기 이하의 상세함을 표현할 수 있고 역동적인 유체를 시뮬레이션 할 수 있게 한다.

• 전기학회논문지
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• 제65권8호
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• pp.1376-1382
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• 2016

The discharge characteristics of inductively coupled $Ar/CH_4$ plasma were investigated by fluid simulation. The inductively coupled plasma source driven by 13.56 Mhz was prepared. Properties of $Ar/CH_4$ plasma source are investigated by fluid simulation including Navier-Stokes equations. The schematics diagram of inductively coupled plasma was designed as the two dimensional axial symmetry structure. Sixty six kinds of chemical reactions were used in plasma simulation. And the Lennard Jones parameter and the ion mobility for each ion were used in the calculations. Velocity magnitude, dynamic viscosity and kinetic viscosity were investigated by using the fluid equations. $Ar/CH_4$ plasma simulation results showed that the number of hydrocarbon radical is lowest at the vicinity of gas feeding line due to high flow velocity. When the input power density was supplied as $0.07W/cm^3$, CH radical density qualitatively follows the electron density distribution. On the other hand, central region of the chamber become deficient in CH3 radical due to high dissociation rate accompanied with high electron density.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권6호
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• pp.105-112
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• 2003

This paper presents the numerical design technology of a passive orifice fluid damper system especially for the characteristics between the damper piston velocity and the damping force. Numerical analysis with the visual interfacial modeling technique was applied into the analysis of the damper system's dynamics. A prototype orifice fluid damper was manufactured and experimentally tested to validate the numerical simulation results. The performances of various damper system schemes were investigated based on the verified numerical simulation model of orifice fluid damper.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.323-328
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• 2009

게임이나 가상현실 등에서 사용자들에게 사실성과 몰입 감을 주기 위해서 자연 현상들을 시뮬레이션하고 있다. 게임이나 가상현실에서 물이나 바다와 같은 유체를 3차원으로 시뮬레이션 하는데 있어서 중요한 요소는 실시간 처리와 사실성이다. 유체 모델은 특정 상황에 따른 다양한 방정식과 많은 파라미터 값에 의해 제어되기 때문에 시뮬레이션 하는데 많은 어려움이 따른다. 또한 복잡한 물리 수식을 기반으로 하기 때문에 유체 모델을 시뮬레이션하기 위해서는 많은 수행 시간이 소요된다. 본 논문에서는 실시간 유체와 강체(rigid body) 사이의 상호작용을 표현하기 위해 간략화 된 유체 표면 모델(Fluid-Surface Model)을 제안하고, 개선된 계산과정을 통해 보다 빠르게 시뮬레이션 하도록 한다. 또한 본 논문에서는 유체의 표면과 강체의 상호작용을 표현하는데 있어서 유체의 항력에 의해서 강체와 충돌 시 발생하는 유체 표면의 움직임을 나타낸다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 유체 표면 모델은 유체역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 유체 표면 모델을 PC 환경에서 사용자와 상호작용 가능하도록 재현하여, 게임이나 애니메이션에서의 유체 모델들에도 적용할 수 있다.

• 전기학회논문지
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• 제65권7호
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• pp.1211-1217
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• 2016

Discharge characteristics of inductively coupled plasma were investigated by using electrostatic probe and fluid simulation. The Inductively Coupled Plasma source driven by 13.56 Mhz was prepared. The signal attenuation ratios of the electrostatic probe at first and second harmonic frequency was tuned in 13.56Mhz and 27.12Mhz respectively. Electron temperature, electron density, plasma potential, electron energy distribution function and electron energy probability function were investigated by using the electrostatic probe. Experiment results were compared with the fluid simulation results. Ar plasma fluid simulations including Navier-Stokes equations were calculated under the same experiment conditions, and the dependencies of plasma parameters on process parameters were well agreed with simulation results. Because of the reason that the more collision happens in high pressure condition, plasma potential and electron temperature got lower as the pressure was higher and the input power was higher, but Electron density was higher under the same condition. Due to the same reason, the electron energy distribution was widening as the pressure was lower. And the electron density was higher, as close to the gas inlet place. It was found that gas flow field significantly affect to spatial distribution of electron density and temperature.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.751-755
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• 1995

It become more difficult to anticipate the performance of fluid power systems as the number of components increases because of nonlinearrities inherent in hydraulic components. In this situation, the computer simulation technique can be an effective tool in the analysis and design of fluid power systems. In this paper, simulation results are presented for dynamic characteriatics of a knuckle crane. Simple models for hydraulic components and relatively detailed motion equations for attachments are used. the simulation reaults are very close to those of experiments. The simulation is performed using a simulation package developed with object-oriented method. This package provides the encironment that user can construct desirct desired circuits form the component library, checks the continuity and compatibility conditions automatically and executes simulation

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.14-20
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• 2014

본 연구는 무기체계 획득의 신뢰성과 연구개발의 효과를 증대하기 위한 모델링과 시뮬레이션 방법을 전산유체역학을 이용하여 연구하였다. 모델링과 시뮬레이션을 이용한 시험 평가가 무기체계의 획득에 신뢰성을 줄 수 있고, 시험에 필요한 시간과 비용의 절감, 사전에 예측하고 사후에 검증이 가능한 자료를 제공할 수 있다. 그러나 현재 우리의 무기체계 획득에서는 모델링과 시뮬레이션을 적극적으로 활용하지 않고 있으며 검증을 위한 소프트웨어 사용도 제한되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전산유체역학을 이용한 모델링과 시뮬레이션을 위해 GAMBIT과 FLUENT를 이용하여 모델링과 시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과 기존의 연구보다 더 좋은 결과 확인하였고 향후 무기체계의 획득과 연구개발에 많이 활용될 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.221-224
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• 2009

Since the coupling of cavitation modeling with turbulent flow is the difficulty topic, a numerical simulation for two phase flow remains as one of the challenging issues in the society. This research focuses on the development of numerical code to deal with incompressible two phase flow around conical body combined with cavitation model suggested by Kunz et al. with k-e turbulent model. The simulation results are compared to experimental data to verify the validity of the developed code. The calculation results show very good agreement with experimental observations. Also, the calculation of cavitation in cryogenic fluid is being done by implementing the temperature sensitivity in government equations and it is still in the progress. This code have been being further extended to 3D compressible two phase flow for the study on the fluid dynamics around inducers and impellers in turbo pump system.