• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.259-267
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• 2017

본 연구에서는 카이스트에서 개발된 비정렬격자 기반의 유동 해석자를 이용하여 KARI-11-180 익형, SDM과 천음속 비행체 주변 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 유동장을 해석하기 위하여 RANS가 수치적으로 풀이되었으며, Roe가 제안한 FDS 방법을 사용하여 비점성 플럭스를 계산하였다. 난류 모델은 SA 모델, SST 모델, ${\gamma}-{\widetilde{Re}}_{{\theta}t}$모델이 사용되었다. KARI-11-180 익형 유동 해석 결과 천이현상을 고려하였을 때 항력 계수가 더 작게 예측되었으며, 계산된 공력 특성은 전반적으로 실험 결과와 잘 일치하였다. SDM의 경우 날개 앞전에서 유동 박리현상이 발생하였으며, 계산된 공력 특성이 EFD 결과와 유사한 경향을 보였다. 천음속 비행체의 경우 자유류 마하수가 0.9일 때 주 날개에서 발생하는 충격파를 성공적으로 포착하였으며, 실험 결과와 해석된 결과 사이의 유사성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.477-485
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• 2012

수평 덕트 내 임계점부근의 유체 유동 및 열전달특성은 중력과 함께 임계영역에서의 열역학 및 전달 물성치의 많은 변화와 직접적으로 연관되어 있다. 본 연구에서는 수평 직사각 덕트 내 임계점부근의 물에 대한 대류열전달특성을 전산해석을 통하여 분석하였다. 이를 통해 국부적인 열전달계수와 유속, 온도, 그리고 물성치분포를 포함한 대류열전달특성에 대해 임계점 근접효과와 함께 비교하였다. 벽으로부터의 열전달에 따른 유체 밀도감소로 덕트 내 유동방향으로의 유속증가와 함께 유체가 액체에서 기체 같은 상태로 천이하는 형태의 유동장특성을 보여준다. 덕트의 윗면, 옆면, 그리고 아래면 각각의 국부적인 열전달계수분포에 큰 차이가 있으며 준임계점 온도부근에서 난류전달특성의 향상으로 열전달계수의 최대치에 이르게 된다. Nu 수는 덕트 내 압력과 종횡비에 영향을 받으며 임계압에 가까워질수록 최대 Nu 수는 급격히 증가하게 된다. 이와 함께 기존의 열전달상관식을 통한 결과와 예측된 Nu 수 분포를 비교하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제24권6호
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• pp.450-458
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• 1991

국립수산진흥원의 격월별 17년간(1967-1983) 37개 정점의 해양조사 자료를 이용하여 한국 동해안 외해 표층 200m 해수의 열적 구조와 수온의 시공간적 변동을 구명하였다. 표층(0-200m)과 아표층(100-200m)의 수온 변동을 분석하여 도출된 주요 결과는 다음과 같다. 표층에서의 수온 변동은 주로 1년 주기의 계절적 변동이 대부분이지만, 아표층의 수온 변동에서는 비계절적인 변동이 우세하다. 하지만, 계절적인 예년변동치를 제거한 수온 이상변동의 경우, 표층과 아표층의 수온 이상변동은 시간적으로 밀접한 상관관계가 있을 뿐만 아니라 공간적인 분포도 유사성이 크다. 아표층의 수온 변동은 1년 주기 이외에 14개월과 70개월의 탁월주기를 가진다. 아표층에서 나타나는 14개월 주기의 수온 변동은 극조(pole tide, Chandler wobble)의 주기와 일치한다. 아표층 해역 수온 변동에 대한 군집해석에 의하면, 이 해역은 한류역, 천이역 및 난류역으로 구분된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.1-8
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• 2002

초소형 비행체(MAV) 프로펠러에서 깃 익형의 공기역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 저레이놀즈수 익형의 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 프로펠러 깃 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 익형모델은 저레이놀즈수 프로펠러 익형에 주로 이용되는 ARA-D 6%을 선택하였다. 계산된 익형의 공력 변수들과 최소에너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 변화시킴으로써 초소형비행체의 설계조건에 적합한 가장 효율적인 프로펠러 형상을 구하였고, 현재 운용중인 Black Widow의 프로펠러 형상과 같은 설계조건에서 비교하였다. 설계결과 초소형비행체의 프로펠러에 적합하게 제공될 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.16-27
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• 2018

듀얼 벨 노즐과 확장-굴절(E-D) 노즐을 결합한 형상의 가능성을 확인하기 위해 기초 전산수치해석 연구를 수행하였다. 듀얼 벨 노즐은 한국형발사체 1단 노즐을 기반으로 설계하였고, 그 형상에 확장-굴절(E-D) 노즐 개념을 적용하였다. 입구 조건은 8 화학종 동결유동 해석을 진행하였고, 난류 모델은 k-${\omega}$ SST로 선정하였다. 격자 민감도 해석을 통해 24만개의 최적 격자수를 선정하였다. 해석 결과 듀얼 벨 노즐에 확장-굴절(E-D) 노즐 개념을 적용시 과대팽창으로 인해 듀얼 벨 노즐의 천이고도는 상승하였고, 한국형발사체 1단 엔진에 비해 고고도에서 비추력 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2016

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설의 성능 개선을 위해서는 현재 기 설치되어 있는 빗물펌프장의 설계 및 내배수 효율에 대한 성능평가가 필요하다. 하지만 현재 국내 펌프설계기준에는 빗물펌프장의 설계 및 운영에 대한 구체적인 성능 평가 방법이 제시되어 있지 않은 실정이다. 만약, 펌프 흡입수조 및 흡입파이프의 형상이 적절하게 설계되지 못한다면 물이 파이프 입구로 부드럽게 흡입되지 못하고 볼텍스 및 스월이 발생하게 된다. 이러한 볼텍스 및 스월은 펌프 입구 쪽으로 물 뿐 아니라 공기를 함께 흡입시킴으로써 펌프의 효율저하, 소음, 진동을 발생시키며 펌프 파손의 원인이 될 수 있다. 따라서 펌프를 설치하기 전 펌프 설치 후에 발생되는 펌프 흡입부 주변의 흐름특성 변화 및 흐름특성이 구조물에 미치는 영향 등을 고려하기 위하여 수리모형실험이 필요한데, 수리모형실험은 많은 시간과 비용이 들어가기 때문에 이를 대체할 수 있는 방안이 요구된다. 그런 이유로 최근에는 수리모형실험 대신 수치모의를 이용하는 경우가 많다. 수치모의의 결과는 수리실험의 결과와 비교, 검증을 거쳐 신뢰성을 얻는다. 본 연구에서는, 3차원 수치모형의 다양한 난류모델을 이용하여 흡입파이프로 물이 유입될 때 흡입부 내, 외의 수심 별 유속 변화를 분석하고, 그 결과를 이용하여 FLOW 3D 모형의 검증을 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.342-342
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• 2016

국내 저수지 17,477개소 중 30~40 여년전에 축조된 곳은 16,646개소로 95.2%가 노후화로 인한 지속적인 유지보수가 필요하며, 기후변화에 따른 대응능력이 현저하게 낮다. 하구둑, 방조제, 대형 농업용저수지 같은 대규모 농업기반시설들은 축조 당시보다 설계홍수량이 2~3배 이상 증가함에 따라 기후변화에 대비하기 위해 조속한 치수능력 증대가 필요하다. 하지만 대형 농업용저수지의 치수능력 증대를 위해서는 지형적 입지조건, 시공 가능성, 경제성 등을 고려하여 여수로의 위치, 규모, 형식 변경 등이 수반된다. 따라서 본 연구에서는 무한천 상류 예당저수지의 여수로 위치변경에 따른 저수지 하류 하천 흐름변화에 대하여 2차원 수치모의 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 TELEMAC-2D 모형을 적용하여 저수지 하류 하천의 흐름을 모의하였고, RMA-2 모의결과와 비교검토 하였다. TELEMAC-2D 모형은 상류(subcritical flow)와 사류(supercritical flow) 흐름 모의가 가능하며, 홍수범람 뿐만아니라 동일 격자망으로 유한요소법과 유한체적법 모두 수치모의가 가능한 특징이 있다. 본 연구에서는 시간과 공간에 대하여 2차 정확도를 가지는 WAF(Weighted Average Flux) 유한체적기법과 $k-{\varepsilon}$ 난류모형을 적용하였다. 수치모의시 유역종합치수계획의 30년, 50년, 100년 빈도 계획홍수량에 대하여 여수로 위치변경 전(CASE-1)과 위치변경 후(CASE-2) 저수지 하류하천 흐름변화에 대해 모의하였다. 본 연구는 국내 하천 특성을 반영한 기설 저수지의 하류하천의 흐름에 대한 수치모의의 기초자료로 활용되어, 저수지 방류 흐름이 하류하천에 미치는 영향 분석 등에 기여할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.509-529
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• 2019

본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 달리 하여 실규모의 이중필터 취수정과 단일필터 취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 대수성 시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 수위강하특성, 투수특성, 적정 양수량 및 우물 효율을 평가하였다. 결과적으로, 이중필터층을 형성시켜 주는 것은 대수층과 필터층의 경계부에서 지하수 유동의 완충작용을 하여 유입되는 지하수의 급격한 속도변화를 최소화하는 효과를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 난류 발생을 최대한 억제하여 보다 넓은 범위의 지하수를 효과적으로 취수정 내부로 유입시키는 역할을 하고 이로 인하여 취수량이 단일필터 취수정에 비해 높음에도 불구하고 주변 지하수위의 변화를 줄일 수 있는 것으로 보인다. 또한, 이중필터의 설치만으로도 기존 시스템(단일필터 취수정) 대비 투수성, 적정 양수량, 우물 효율이 개선됨을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 앞서 수행한 다양한 연구와 종합하여 충적대수층에서의 이중필터 취수정 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 마련하는데 활용할 계획이다. 또한, 강변여과수에 주로 적용되고 있는 단일 필터 취수정 및 방사상집수정과 대비하여 이중필터 취수정 적용 효과에 대한 객관적 입증 자료로의 활용이 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.119-126
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• 2014

본 연구에서는 연료가 비등점 이상의 고온으로 가열된 경우 오리피스 인젝터를 통해 분사되는 특성을 실험한 결과를 정리하였다. 크기가 다른 오리피스 인젝터 3종을 이용하여 3, 5, 10 bar의 분사압력을 가할 때 온도범위 $50{\sim}270^{\circ}C$에서 유량계수(${\alpha}$)를 측정하였다. 측정된 유량계수는 연료온도가 $180^{\circ}C$ 이하 영역에서는 점진적으로 감소하였으나 비등점인 $187^{\circ}C$를 넘어가면서 급격히 감소하였다. 비등점보다 높은 연료온도에서의 유량계수 감소 기울기는 분사압력에 따라 다른데, 특히 분사압력이 낮을수록 비등의 영향이 크게 작용하므로 더 급격한 특성을 보였다. 또한, 직경이 큰 인젝터의 유량계수가 더 크고, 낮은 연료온도 영역에서 난류-층류 천이현상으로 보이는 유량계수의 점프현상이 관찰되었다. 유량계수를 캐비테이션 수($K_c$)에 대하여 도시한 결과 인젝터의 크기가 작을 때는 연료 비등으로 인한 분사특성이 분사압력과 무관한 일정한 값을 가지는 것을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제24권2호
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• pp.201-211
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• 2006

울돌목 수로에서 요각류 35개 분류군을 포함하여 총 55개 동물플랑크톤이 출현하였다. 연안종은 계절적인 종천이를 보였으며, 난류 외양성 종은 전 조사 시기에서 출현하였다. 분류군 수는 창조 시 저조에서 고조로 갈수록 증가하며 낙조 시 고조에서 저조로 갈수록 감소하였다. 따라서 울돌목 해역은 연중 외해수 영향에 따른 외양종의 유입으로 동물플랑크톤 종조성에 영향을 받는다. 전체 동물플랑크톤 현존량은 $104\sim2,717indiv.m^{-3}$의 범위를 나타내며 2003년 8월에 가장 높고 2004년 2월에 가장 낮았다. 조석주기에 따른 현존량 변화에서 11월과 2월에 시간적 변이성이 크고 불규칙적인데 반해 8월과 4월에는 비교적 규칙적인 변화 추세를 나타냈다. 8월과 4월에는 창조 및 낙조에서 조류가 가장 강한 시간에는 낮은 출현 개체수가 나타났으며, 조류가 약해질수록 개체수가 증가하여 고조 및 저조에서 개체수가 높은 특징을 보였다. Paracalanus indicus, Cirripedia nauplii, Acartia hongi등을 포함한 대부분의 우점종은 창조보다 낙조에서 평균 개체수가 대략 2배 정도 높았다. 그러나 창조 및 낙조 내에서도 개체수의 변이가 크게 나타났으며 조석주기에 따른 수온, 염분, 그리고 엽록소 a등 환경변화가 작았다. 따라서 울돌목 해역에서는 강한 조류와 지형적인 조류 속도 차에 의해 형성된 와류 등이 개체군 확산, 이동 그리고 손실에 영향을 미쳐 시간적으로 복잡하고 불규칙한 동물플랑크톤 군집을 보인다.