• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.743-752
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• 2019

만곡수로에서의 흐름은 나선형 운동 형태의 이차류가 지배적이며, 이로 인해 일반적으로 만곡 외측을 따라 침식 현상이 발생하게 된다. 이러한 이차류를 약화시키기 위해서 보통 만곡수로 외측을 따라서 수제와 같은 수공구조물을 설치한다. 이 연구에서는 OpenFOAM 오프소스 소프트웨어를 토대로 난류 해석을 위한 하이브리드 RANS/LES 기법과 자유수면 해석을 위한 VoF기법을 이용한 3차원 수치모의를 통해서 $90^{\circ}$ 만곡수로에 설치된 잠긴수제가 후루드수가 0.43인 조건에서 이차류의 발달에 미치는 영향을 분석하였다. 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 수치모의를 수행하였으며, 수치해석 결과는 실험결과와 비교하여 수치모의의 정확도를 평가하였다. 잠긴수제가 설치된 경우의 수치모의 결과를 흐름방향 유속 분포와 횡방향 순환 유속벡터장을 중심으로 수리실험 관측값들과 비교할 때 수치모의 결과는 수리실험에서 관측된 주요 이차류 흐름 거동과 현상들을 대부분 양호한 정확도로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의 결과를 비교해보면, 잠긴수제 설치로 인해서 만곡이 끝나는 단면 외측 하상부근에서의 유속은 약 평균유속의 1/3 정도 감소하는 반면에 수제 상단부에서의 전단층 발달에 따른 흐름 가속으로 자유수면 부근까지 유속이 증가하고 만곡 수충부에서는 수면 부근 유속이 약 20% 증가하는 것으로 나타났다. 결과적으로 잠긴수제는 만곡부에서 발생하는 이차류의 강도를 약화시켜 만곡부 외측 하상의 안정에 도움이 될 것으로 판단된다. 한편, 각 잠긴수제 전면부에서 말발굽와가 그리고 후면부에서는 후류가 형성되면서 수제 구조물 주변에서 강한 국부세굴이 발생하는 것으로 나타남으로, 국부세굴을 최소화할 수 있는 수제의 형상 및 배열에 대한 추가 연구가 요구된다.

• 한국해양학회지
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• 제30권3호
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• pp.147-162
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• 1995

큰 潮差 지역인 금강 鹽河口의 潮流과 江水流入에 의한 순환과 이에 따른 부유물질의 이동을 알아보기 위해 1990년부터 1992년까지 세 정점에서 潮流 및 浮游퇴적물질 농도를 관측하였다. 이 염하구의 가장 외해쪽 관측점에서는 漲潮流 와 落潮流의 수직 구조는 거의 대칭형을 나타내고 있다. 또, 남측 수로에서는 漲 潮流가 全水層을 통해서 우세하나 북측 수로에서는 상층과 저층에서는 落潮流가 우세하고 중층에서는 漲潮流가 우세하였다. 남측 수로에서의 최대유속은 漲潮流 시에 중층에서 174 cm/s이었으며, 북측 수로의 최대 유속도 漲潮流시 중층에서 148 cm/s로 기록되었다. 반면에 표층과 저층에서는 최대유속 110.6 cm/s의 강한 유속이 落潮時에, 92.1 cm/s이 漲潮시에 각각 기록되었다. Hansen and Rattray 의 scheme에 의하면 금강 鹽河口는 Type 3로 분류될 수 있다. 즉 이 鹽河口의 수층은 漲潮流에 의해서 成層化하고 高潮後의 落潮流는 수층간의 밀도차를 줄여 서 亂流化한다. 이곳의 저층 흐름은 일반적으로 난류성이다. 한 조석 週期당 부유 물질의 이동량은 潮差와 하천유량에 달려있다고 생각된다. 관측기간중 최대의 부 유물질 이동은 하천유량이 최소였던 1991년 5월중 남측 수로에서의 측정치에서 초당 20.61톤으로 나타났으며, 최소 이동은 최소 潮差 기간인 1992년 7월에 북측 수로에서 초당 0.65톤으로 나타났다. 본 연구해역의 강한 해저전단속도는 창조류 기간 동안에 해저퇴적물을 침식시키며, 상대적으로 긴 落潮 기간은 이들 부유퇴적 물을 외해쪽으로 운반시키고 있다. 정상적인 강수 유입 조건하에서는 대부분의 부유물질이 남측 수로를 통해서 운반되나 강수의 유입이 많아지는 경우에는 오히 려 북측 수로를 통한 부유물질의 이동이 더 크다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권6호
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• pp.10-16
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• 2017

한국항공우주연구원(KARI)이 보유하고 있는 개방형 풍동에서 최대이륙중량 28 kg급 옥터콥터(octocopter)를 시험모델로 상승 하강기류, 측풍, 전단류와 같은 악기상에 대한 대처 능력을 향상 시키고 와류고리상태(VRS)와 같은 공기역학적 현상을 규명하여 와류고리상태(VRS) 진입 예방 및 탈출할 수 있는 기술들을 연구하고자 풍동시험을 수행하였다. 소형무인기 풍동시험은 풍속 3.5, 5, 7 m/sec, 회전수 3,500, 4,500, 5,550rpm 조건에서 받음각 $-40^{\circ}{\sim}+20^{\circ}$ 도, ${\pm}90^{\circ}$ 도, 요각 $0^{\circ}$ 도와 $45^{\circ}$ 도로 변화시켜가며 6분력을 측정하여 공력 DB를 작성하였다. 멀티콥터 수직 하강 시험 시 하강속도 6 m/sec에서 와류고리상태의 최고점(VRS peak)이 나타나고, 이 때 약 13 % 정도의 추력감소가 나타났다. 프로펠러 및 동체 상호 간섭에 의한 성능저하 여부를 판단하기 위해 프로펠러 조합을 변화시켜가며 시험을 수행한 결과 단일 프로펠러 대비 최대 15 % 정도의 성능 저하가 있음을 확인할 수 있었다. 이번 시험으로 확보한 자료들은 소형무인기 운용 시 경험하게 되는 악기상에 대처하여 안전성과 생존성을 증대시키기 위한 기술개발 기초자료로 활용될 예정이다.