• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.323-323
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• 2011

본 연구는 냉각점이 중간에 위치하는 정적제빙형인 관외 제빙기내에서의 물의 자연대류 현상에 대해 수치적으로 다루고 있다. 자연대류현상과 열전도에 의해 조절되는 물에 이동을 유한차분법을 이용해 2차원적으로 계산하였다. 또한, 본 연구에서는 물의 온도가 4[$^{\circ}C$]에서 밀도역전현상이 일어나는 것을 수치해석의 결과와 비교한다. 자연대류의 변화에 따른 결과는 수치해석을 통해 등온선과 유선형의 그래프로부터 알 수 있었다. 그 중에서도 물의 온도와 밀도의 관계에 따라 자연대류의 변화가 일어나는 것을 수치해석을 통해 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1459-1460
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• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.31 no.3
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• pp.246-258
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• 2010

A convective circulation box was redesigned after analyzing reasons why adolescent elementary school students could not derive a convective circulation concept from the convection circulation box experiments. Even though students were in the formal operational period of Piaget, the adolescents felt difficult to understand a concept of the natural phenomena they have never seen before. Thus, we designed a method to help students increase their scientific understandings about the concept through developing a miniature convective circulation box. Findings indicated that an application of redesigned convective circulation box in the classroom experiment significantly increased the students' understanding about the convective circulations of land and sea breezes, and as well as their participation in the activities. In addition, the redesigned convective circulation box motivated students to develop their scientific thinking skills by allowing them to decide where to put visible incenses inside the box and to directly observe the smoke currents circulation formed accordingly. Redesigning and using a convective circulationbox as a miniature of natural phenomenon helps students avoid having misconceptions. The biggest merits of the box are that it is observable in all directions, it provides much clearer convective circulations comparing to the extant box, and it requires low production costs.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.15 no.1
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• pp.1-6
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• 2009

This paper presents a new CIP method for unstructured mesh to reduce the numerical dissipation. To reflect precise physical characteristics, CIP method updates both the physical quantity and the derivative information. The proposed method uses the Finite Volume Method(FVM) to solve the non-advection term of CIP equation. And we performed several experiments to improve the accuracy of third-order interpolation. Our result shows that our algorithm has less numerical dissipation than that of linear advection solver.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.11 no.6
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• pp.245-249
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• 2001

Natural convection of a magnetic fluid is different from that of Newtonian fluids because magnetic body force exists in an addition to gravity and buoyancy. In this paper, natural convection of a magnetic fluids (W-40) in annular pipes was studied by experimentally. Inside wall was kept at a constant temperature (25 $^{\circ}C$), and outside wall was also held at a constant but lower temperature (20 $^{\circ}C$). The magnetic fields of various magnitude were applied up. This study has resulted in the following fact that the natural convection of a magnetic fluids was controlled by the direction and intensity of the magnetic fields.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.4 no.1
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• pp.21-31
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• 1984

IAD( Implicit Alternative Direction ) FDM을 사용하여 금형에서의 L형 순수알미늄 주물에 대하여 그 응고상황의 수치적 해석을 2차원적으로 시도하였다. 계산은 주형비 ( 주형의 부피/주물의 부피 )에 따라 금형 표면에서의 대류현상과 금형/주물계면에서의 Air-gap형성 현상을 고려에 넣은 경우와 그렇지 않은 경우로 나누어 각각 콤퓨터에 의해 계산하여 그 결과를 비교하였다. 또한 금형/주물 계면주위의 온도구배를 구함으로써 Air-gap이 열전달에 미치는 영향을 검토하였다. 이와같은 시도에 의하여 주물의 응고시간, 응고방향 Hot spot의 위치 등 주조에 있어서 매우 중요한 사항들을 알아내는데 Numerical Analysis 이 매우 유용한 방법임을, 특히 금형표면에서의 대류현상과 금형/주물 계면에서의 Air-gap형성현상을 고려에 넣은 경우에 더욱 정확한 결과를 기대할 수 있다는 것이 확인되었다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.11 no.1 s.22
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• pp.77-82
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• 2005

In order to investigate the initial stage of deep water formation between Vladivostok and the subpolar front in the East Sea, the factors, temperature, salinity, dissolved oxygen, measured by multi-ship surveys in ]969 have been used. Deep water formation in the .cast Sea occurs in essentially two different forms: near continent and open ocean formation. The position of eddy derived from potential vorticity matches well with that of deep water formation. The vertical and horizontal distributions of potential vorticity, geostrophic current, temperature, salinity and dissolved oxygen give clues for the preconditioning phase qf open ocean formation like a doming of isotherm, associated with a cyclonic circulation.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.24-38
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• 1985

경사진 밀폐 공간에서 마주 보는 두 벽면의 온도 차로 인하여 발생되는 자연 대류 현상은 여러 공학 분야에서 볼 수 있는 중요한 열전달 현상으로서, 최근 들어 평판형 태양열 집열기를 설계하려는 사람들에게 많은 관심의 대상이 되고 있다. 평판형 태양열 집열기의 경우 덮개판으로 부터의 대류 열손실을 감소시킴으로서 집열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용목적에 따라 소형 집열기를 제작할 수 있어 경제적으로 유리하게 될 것이다. 밀폐된 공간에서 최초에 정지 상태에 있는 얇은 유체층을 하부에서 가열시켜 주면 열팽창 현상이 일어나고, 이것에 의한 부력이 점도나 열전도도 등의 안정화 요인을 극복할 수 있을 정도로 커지면 System이 불안정하게 되어 자연 대류 현상이 수반되며 이 때문에 열전달율이 급격히 증가하게 된다. 이러한 현상의 지배 방정식은 연립 비선형 편미분 방정식으로 특수한 경계 조건외에는 일반적으로 해석적 해를 구하기가 어렵기 때문에 실험적 연구가 많이 실시되어 왔고 이들 결과의 대부분은 전반적인 열전달 특성치만을 구하는데 집중되어 왔다. 본 연구에서는 수치 해석법의 하나인 유한 차분법을 도입하여 이차원으로 가정한 경사진 평판형 밀폐 공간에서의 자연 대류 현상의 지배 방정식을 유한 차분화시켜, $$2.74{\times}10^3\leq_-Gr\leq_-2.0{\times}10^6$$, Pr=0.73, $$15^{\circ}\leq_-a\leq_-150^{\circ}$$, 종횡비는 1, 2, 3, 5, 9에 대하여 정상 상태에서의 해를 구하면서 수치적으로 실험하였다. 본 연구에서 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1) 해석적으로 구하기 어려운 경사진 밀폐 공간에서 자연대류현상의 지배 방정식을 유한 차분법으로 해결할 수 있으며, 대류항과 확산항을 따로 고려한 유한차분법이 효과적임을 확인하였다. (2) 저온과 고온 벽면에서의 온도를 각각 균일하게 놓고 단변으로 이루어진 벽면은 완전히 절연되어 있는 경우에 대하여 수치해를 구한결과, 이전의 해석적 및 실험적 결과와 일치하였으며, 시간의 경과에 따른 온도 및 유선의 변화를 현상학적으로 관찰할 수 있었다. (3) 평균 열전달 계수에 미치는 경사각의 효과를 살펴본 결과 종횡비가 1 인 경우 경사각이 $45^{\circ}$에서, 종횡비가 2, 3, 5, 9인 경우 경사각이 $60^{\circ}$에서 각각 평균 열전달 계수 최대치가 나타났다. (4) Ra수(Rayleigh number) 가 증가될수록, 경사각에 상관없이 평균 열전달 계수도 증가되었다. 한편 Ra수 및 경사각의 변화에 따라 종횡비가 증가될수록 평균 열전달 계수는 경사각이 $90^{\circ}$인 경우를 제외하고는 감소됨을 볼 수 있었다. 경사각이 $90^{\circ}$인 경우, 평균 열전달 계수는 종횡비가 2 인 곳에서 최대치를 얻을 수 있었으며, 종횡비가 계속 증가될수록 평균 열전달 계수는 점차 감소되어짐을 볼 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.5
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• pp.498-504
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• 1984

가열된 곡면에 의한 자연대류에서는 유동의 박리현상이 존재하지 않음이 알려져 있다. 이에 반해 날카로운 모서리를 갖는 가열된 정방형 수평실린더에 의한 자연대류에서는 그라소프 수가 4.66*$10^{4}$ 전후로 부착 혹은 박리현상이 윗쪽 양 모서리 부근에서 일어남을 광학간섭 계(Mach Zehnder Inter-ferometer)를 이용하여 온도장을 가시화하고 이를 이용하여 좌우 대칭 선상에서의 속도분포를 간단한 대수적인 방법으로 구하여 수평정방형 윗쪽 수평면 위에 유동의 박리현상을 시사하는 "쌍동이 소용돌이"의 존재를 입증하였고, 이에 의해 온도역전현상과 평균 열전달량의 급격한 증가를 설명 할 수 있다.설명 할 수 있다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.1 no.1
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• pp.47-54
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• 1996

비유선형 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 재부착, 주기적 와열의 생성등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 이와 같은 유동의 2-방정식 난류모델을 이용한 정확한 예측은 일반적으로 불가능 하다고 인식되어 왔으나, 본 연구에서는 기존의 비교적 단순한 난류모델을 활용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 가능성을 체계적으로 규명하였다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석의 결과에 미치는 영향을 살펴 보았다. 기존의 표준 κ-ε모델은 정체점 주위에서 난류생성항의 과도한 예측으로 말미암아 재부착 및 와열생성의 정확한 예측이 불가능 하였으나, RNG κ-ε 모델을 사용한 경우 이와 같은 현상을 제거 할 수 있었다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분, 격자의 크기 및 대류항 처리법 등에 영향을 받았으며, 특별히 대류항 처리법에 따라 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다.