• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.69-75
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• 2001

본 논문에서는 지하공동 위에 설치된 띠 기초의 지지력에 대하여 upper bound theory를 이용하여 연구하였다. 기초 크기, 공동의 크기 및 위치, 그리고 지반의 물성치의 영향에 관하여 고찰하였으며 10개의 파괴 형상에 대하여 분석을 수행하였다. 각각의 파괴형상은 지반의 물성치 및 기하학적인 형상에 관한 함수로 표현되어 컴퓨터 해석을 통한 최소화를 시행하였다. 최소화를 위한 프로그램은 Boland C++ Builder를 이용하여 작성한 후 PC에서 수행되었다. 10개의 파괴형상 중 최소의 기초 지지력을 작성된 컴퓨터 프로그램을 통하여 구하였고 이를 해당 기초의 극한 지지력으로 추정되었다. 본 연구의 결과를 종합 정리하여 지하공동 위에 위치한 띠 기조의 극한 지지력을 구할 수 있는 간단한 식을 제시하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.683-693
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• 2013

본 연구에서는 혼성 격자볼츠만 방법(HLBM)을 이용하여 상판이 일정한 속도로 움직이는 공동 형상 내부에서의 혼합 특성에 대하여 수치적으로 연구하였다. 먼저, 공동 형상에서 기존의 신뢰성 있는 유동장 결과와의 비교를 통해 LB-SRT 모델과 LB-MRT 모델의 신뢰성을 검토하였다. 두 모델 모두 기존의 연구결과와 유사한 결과를 보였으나, LB-MRT 모델이 LB-SRT 모델보다 높은 Re수에서는 수치적 안정성이 높은 것을 확인하였다. 수치적 안정성이 좋은 LB-MRT 모델을 토대로 유한차분법을 적용한 HLBM을 이용하여 공동 형상 내부에서의 농도장을 수치 해석하였다. Re수와 Pe수를 변화하여 공동 형상 내부의 혼합 특성과 물질 전달 형태에 대하여 파악하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1062-1066
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• 2004

암반 내에 공동을 굴착하여 LPG 혹은 원유를 저장하는 경우 공동에서의 지하수 유입량은 공동상부의 수압과 공동내의 가스압과의 관계를 파악할 수 있는 정량적인 지표가 된다. 공동내의 유입량은 되도록 일정하게 유지되는 것이 굴착등의 시공단계와 공동 운영 및 유지관리면에서 유리하며, 유입량의 급증 혹은 급감이 일어나는 경우는 그 원인을 조기에 규명하여야 한다. 이를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 지하저장공동의 유입량 해석에 있어서는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사유되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수원하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막 시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였고, 이를 지하저장공동이 위치한 A기지에 적용하여 상부경계조건인 지하수위의 변화, 수막공 주입압 등에 따른 공동내의 유입량과 공동저장압과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과를 지하저장공동의 운영 및 유지관리에 활용될 수 있도록 수식화하여 제시하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.1-7
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• 1999

본 논문에서는 충주호에서 유람선으로 사용되고 있는 광폭천흘수형 선박을 대상으로 선정하고, 공기를 공급하여 선저에 공동을 형성시켜 마찰저항을 감소시킬 수 있도록 선박의 선저형상을 개량하였다. 2차원 공동문제로 이상화하여 선저에 부착되는 공동을 이론적 방법으로 수치해석하여 공기공동의 형상과 내부압력을 추정하였고 공동현상을 지배하는 무차원수를 살펴보았다. 예인수조에서 모형선실험을 시행하고 단의 높이변화, 선측의 공기유출막이벽 등에 의한 공기공동의 형성과 저항감소효과를 조사하였다. 또한 투명한 아크릴로 제작된 선저부를 통해, 선저에 부착되는 공기공동의 발달과정을 관측하였다. 이러한 연구를 통하여, 실선선형의 선저부 형상을 적절히 개량하고 공기를 공급함으로써 설계속도 부근에서 원래선형의 전저항의 25%정도를 줄일 수 있음을 모형선에서 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.913-918
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• 2016

자동차 엔진과 변속기 블록 등의 가공과정에서 잔류하는 기름때를 제거하기 위한 부품 세척장비는 정교한 제어장치 없이도 정확한 수류방향 절환이 원활히 이루지는 3 방향 절환밸브를 사용한다. 그러나, 밸브의 복잡한 유로 및 바텀플러그 형상으로 인해 유속변화가 심하게 발생하여 공동현상이 나타날 수 있다. 본 연구에서는 3 방향 절환밸브 내의 유동특성을 해석적으로 평가하였으며, 바텀플러그 하부에서 나타나는 공동현상을 공동화지표와 POC(Percent of cavitation)를 도입하여 정량화하였다. 공동현상의 저감을 위해 바텀플러그 형상을 매개변수화하고, 해석의 수렴성 개선과 해석시간을 단축시킬 수 있는 단순 유한요소모델을 이용하여 유동해석을 통한 형상최적설계를 실시하였다. 또한, 연구팀에서 보유하고 있는 유동시험설비와 ISA-RP75.23 규격에 맞게 제작된 시편을 이용하여 공동현상 가시화 실험을 실시하여 해석결과를 검증하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.387-392
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• 2013

본 연구에서는 천음속 전투기 무장창 내부의 압력 진동을 제어하기 위해 F-111의 무장창을 2차원 공동(Cavity)으로 모델링하고, EDISON_전산열유체 시스템을 활용하여 공동의 형상 변화에 따라 발생하는 유동 특성을 분석하였다. 최근의 전투기들은 항력 감소와 스텔스 기능을 위해 무기를 기체 안에 내장하는데, 덮개를 열 때 발생하는 공동 형상에 의해 강한 압력 진동이 유발된다. 이러한 진동은 무장창과 주변 기계 장치에 구조적 진동을 일으키고 고장 또는 파괴를 유발하므로, 근본적인 해결책이 필요한 중요한 문제이다. 본 연구에서는 진동의 원인이 되는 전단층(Shear layer) 불안정성을 해결하기 위해 기존에 연구된 형상(Leading edge extension 및 Ramp)과 본 연구에서 새로 제안한 Ramp extension을 적용해 보았다. 그 결과 압력 진동의 원인이 되는 유동 특성이 줄어들고 압력 진동 역시 감소했음을 관찰할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제33권6호
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• pp.358-365
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• 2014

선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.9-21
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• 1999

물분사 추진장치(waterjet)는 현재 고속선의 추진기로 폭넓게 사용되고 있으나, 입구면(inlet) 형상에 따른 효율 문제와 제작상의 어려움으로 인해 제작사는 한정되어 있다. 입구면 형상 설계에 있어서 가장 중요한 문제는 효율에 크게 영향을 주는 공동(cavitation) 발생을 최소화하는 것이다. 본 논문에서는 포텐셜 유동해석에 의해 공동발생이 최소화되는 최적 형상을 찾기 위해, 평접형(flush type) 이차원 물분사 추진장치의 입추면 형상을 수치계산 모델로 택하여 이차원 단면으로 가정하고, 유동해석을 수행하였다. 형상 파라미터의 변화를 통해 얻어진 다양한 입구면 형상에 대해 수치계산을 수행하여, 공동 발생에 미치는 입구면 형상의 영향을 조사하였고, 이를 바탕으로 최적 형상을 얻을 수 있는 형상해석 기법을 확립하였다. 또한 주어진 입구면 주위의 압력분포를 입력자료로 하여 입구면 형상이 찾아지도록 하는 형상 설계법을 확립하였다. 입구면의 형상 해석 및 형상 설계시 이용한 포텐셜 유동해석은 최근 공동문제 해석에 적용되어 좋은 결과를 주고 있는 포텐셜을 기저로 한 패널법[1,2]을 적용하였다. 형상 해석을 수행하여 얻어진 결과와 Kashiwadani[3,4]의 결과를 비교하여 근사한 결과를 얻은 것으로 본 논문의 형상 해석 기법의 우수성을 알 수 있었다. 형상 해석 결과로 얻어진 압력분포를 입력자료로 하여 입구면의 lip과 ramp에 대한 형상 설계를 수행한 결과 모두 만족스러운 결과를 얻었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.69-76
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• 2006

본 연구는 모래지반에서 공동위에 위치한 연속기초의 지지력거동을 연구하기 위하여 강사법으로 조성된 모래지반에서 모형실험을 수행하였다. 모형실험결과와 이론식을 비교하여 지하공동이 연속기초의 지지력에 영향을 미치는 한계범위를 도출하였다. 한계범위의 크기는 기초의 형상, 지반특성, 공동크기, 공동형상 등 여러 가지 인자에 의존한다. 지하공동의 깊이가 편심거리보다 극한지지력에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 연속기초에 미치는 지하공동의 영향은 편심거리에 따른 지지력 감소현상 뿐만 아니라 연속기초의 부등침하 현상에도 큰 영향을 줄 것으로 판단되었다.