• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1717-1726
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• 1991

본 연구에서는 낮은 레이놀즈수 영역에도 적용될 수 있는 레이놀즈응력모델의 개발을 위해, 우선 벽근처 영역에서 사용되는 실험식(벽법칙)을 Hassid와 Poreh에 의 해 개발된 1-방정식모델로 대체하고 이를 레이놀즈응력모델과 접속시키는 방식을 사용 하였다. Hassid-Poreh의 1-방정식모델은 이미 Gibson등에 의해 그 성능이 평가되어 압력구배가 크지 않은 경계층유동의 낮은 레이놀즈수 영역에서 매우 좋은 결과를 보여 줌이 밝혀졌다. 본 연구에서는 곡면위의 난류경계층에 대해 위에서 설명한 바 있는 난류모델을 적용함에 있어 Gillis등과 Gibson등에 의해 실험된, 각각 곡률이 큰 경우 와 작은 경우의 대표적인 유동을 선택하여 모델의 성능을 시험하였다. 1-방정식모델 내에 포함된 길이차원(length scale)에 대해서는 곡률을 고려한 수정이 이루어졌다.

• 자원환경지질
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• 제52권4호
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• pp.291-297
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• 2019

단열을 통한 유체의 유동은 선형유동이 우세하다는 가정아래 Navier-Stokes 방정식에서 유도된 Stokes 방정식, Reynolds 식(또는 local cubic law), cubic law 와 같은 방정식을 이용하여 해석되고 있다. 하지만 이러한 방정식은 선형 흐름에 국한되며, 비선형 유동영역에 적용하게 되면 오류가 발생한다. 본 연구에서는 레이저 계측기를 이용하여 정밀하게 측정한 3차원 단열 자료와 Navier-Stokes 방정식과 Stokes 방정식을 지배방정식으로 한 수치모델링을 수행함으로써 비선형 유동이 일어나는 현상과 임계 레이놀즈수를 제시하였다. 레이놀즈수가 10이상이 되면 유속의 제곱에 비례하는 관성력이 점성력을 충분히 압도할 정도로 커지면서 지하수 유동이 선형영역에서 비선형 유동영역으로 전환되는 것으로 분석되었다. 이는 평균 간극과 거친 정도가 다른 두 단열에서 모두 동일하게 나타났다. 비선형 유동의 발생기작은 소용돌이 구조의 발생과 성장에 의한 것으로 알려져 있지만, 본 연구결과 단순히 소용돌이 구조가 비선형 유동을 일으키는 아니라 유속이 증가하면서 관성력의 영향이 훨씬 큰 영향을 끼치게 되어 비선형 유동이 발생하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.529-537
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• 2006

본 논문에서는 식생된 개수로 흐름의 수치모의에 필요한 항력가중계수의 영향을 분석하였다. 이를 위해 시간 및 공간 평균기법을 이용하여 식생된 개수로 흐름에서 레이놀즈응력의 수송방정식을 유도하였다. 그 결과 총 레이놀즈응력은 시간의 변동 성분에 의한 레이놀즈응력과 공간상의 변동 성분에 의한 레이놀즈응력의 합이며, 총 레이놀즈응력의 수송방정식을 수치모의하기 위한 항력가중계수의 값은 $C_{fk}$ = 1.0인 것으로 나타났다. 그러나 시간의 변동 성분에 의한 레이놀즈응력을 수치모의하기 위해서는 거의 영에 가까운 항력가중계수를 갖는 것으로 나타났다. 이는 과거의 수치모의 연구에서 항력가중계수의 값이 거의 영에 가까울 때 실험결과와 잘 일치했는지에 대한 중요한 이유이다. 즉, 공간상의 변동성분에 의한 레이놀즈응력의 값은 실험을 통해 측정하기 매우 어렵기 때문에 식생된 개수로 흐름에서 측정된 레이놀즈응력은 대부분 시간상의 변동성분에 의한 레이놀즈응력이기 때문이다. 또한 레이놀즈응력모형을 이용하여 항력가중계수에 따른 식생된 개수로 흐름을 수치모의하고 기존의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 평균유속과 레이놀즈응력의 경우 항력가중계수의 영향은 작은 것으로 나타났으나, 난류강도 분포에서는 항력가중계수의 영향이 매우 크게 발생하였다. 또한 총 레이놀즈응력과 시간의 변동성분에 의한 레이놀즈응력의 수송방정식에서 각 항의 수지분석을 통하여 항력가중계수가 난류강도에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.381-385
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• 2004

본 인구에서는 레이놀즈응력모형을 이용하여 직사각형 개수로 흐름을 수치모의 하고 이차흐름의 생성 메커니즘을 제시하였다. 수치모의 결과 자유수면과 측벽의 접합부 근처에서 inner secondary flow가 발생하였다. 이는 최근 Grega 등(1995)과 Hsu 등(2000)에 의해 밝혀진 새로운 이차흐름이다. 또한 측벽에서의 전단력 분포를 계산한 결과 inner secondary flow에 의하여 수면 근처에서의 전단력 값이 증가하는 것으로 나타났다. 계산된 결과를 이용하여 와도 방정식에서 각 항의 크기를 비교하여 이차 흐름의 생성 메커니즘을 살펴보았다. 그 결과 벽 및 측벽 경계 부근에서는 난류의 비등방성에 의한 와도 생성항에 의해 이차 흐름이 생성되고, 경계와 멀리 떨어진 영역에서는 레이놀즈응력에 의한 와도 생성항이 이차흐름을 생성시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1541-1546
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• 1993

본 연구에서는 새로운 유형의 저레이놀즈수 레이놀즈응력모델을 개발하기 위해 Launder등과 Gibson과 Launder에 의해 제시된 레이놀즈응력모델을 벽근처의 저 레이놀즈수 영역까지 확장하였다. 개발된 모델의 성능을 시험하기 위해 두 평판사이 에서 완전히 발달된 2차원 유동을 계산하여 그 결과를 Kimm등에 의해 수행된Navier- Stokes방정식의 직접계산결과와 비교하였으며, 아울러 Launder와 Shima가 제시한 모델로도 계산을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였다.

• 기계저널
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• 제24권2호
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• pp.115-122
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• 1984

유체윤활문제를 취급할 때 일반적으로 사용되는 가정과 그 적용한계 및 유체윤활이론의 기초방 정식에 대하여 설명했다. 이번에는 그 기초방정식 즉 레이놀즈방정식을 미끄름베어링에 적용 하여 베어링의 제성능을 구하는 방법에 대해서 기술한다.

• 물과 미래
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• 제21권3호
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• pp.291-291
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• 1988

2차원 흐름이 원주주위를 지날 때 발생하는 흐름의 변화가 기본방정식인 연속방정식과 운동량방정식에 의하여 수치적으로 해석된다. 수치해석 과정은 기본방정식에 유함수, 와도 및 흐름의 특성을 나타내는 무차원 매개변수를 도입하여 무차원 유함수-와소수송식을 유도한 후, successive over relaxation scheme과 alternating direct implicit scheme으로 수행된다. 수치실험은 레이놀즈수 125-275를 기존의 수치해석에서는 주로 수치실험 결과와 비교한다. 원주표면의 압력을 구하는 방법에 있어서 기존의 수치해석에서는 주로 방사 운동량방정식만을 사용하였으나, 본 논문에서는 기존의 방법외에 방사 운동량방정식 및 접선 운동량방정식에 의해 압력을 계한하고, 두 값을 비교하여 레이놀즈수에 따른 압력을 구하는 방법을 제시한다. 또한 와도의 분포를 도시하여 원주에 의한 후류의 영향을 받지 않는 외부경계의 한계를 새로이 설정한다.

• 물과 미래
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• 제31권4호
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• pp.291-297
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• 1998

2차원 흐름이 원주주위를 지날 때 발생하는 흐름의 변화가 기본방정식인 연속방정식과 운동량방정식에 의하여 수치적으로 해석된다. 수채해석 과정은 기본방정식에 유함수, 와도 및 흐름의 특성을 나타내는 무차원 매개변수를 도입하여 무차원 유함수-와소수송식을 유도한후, successive over relaxation scheme과 alternating direct implicit scheme으로 수행된다. 수치실험은 레이놀즈수 125-275를 갖는 흐름에 대하여 수행되었으며, 시간에 따른 유선, 와도, 원주표면의 압력을 구하는 방법에 있어서 기존의 수치해석에서는 주로 방사 운동량방정식만을 사용하였으나, 본 논문에서는 기존의 방법외에 방사 운동량방정식 및 접선 운동량방정식에 의해 압력을 계한하고, 두값을 비교하여 레이놀즈수에 따른 압력을 구하는 방법을 제시한다. 또한 와도의 분포를 도시하여 원주에 의한 후류의 영향을 받지 않는 외부경계의한계를 새로이 설정한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.594-597
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• 2006

조.세립상(組.細粒床) 대상(帶狀)연속구조를 갖는 개수로 흐름의 부유사 농도분포를 수치모의 하였다. 흐름의 지배방정식인 Navier-Stokes 방정식은 레이놀즈응력모형을 이용하여 해석되었으며, 와점성계수 개념을 이용하여 부유사 수송 방정식을 해석하였다. 기존의 실험결과와 비교하여 모형의 검증을 실시하였으며, 동일한 흐름에 대하여 부유사 농도 분포를 계산하였다. 부유사량의 계산 결과 매끈한 하상 위의 노도분포가 거친하상 위 보다 크게 나타났다. 또한 수치모의로부터 산정된 와확산계수를 Wang and Cheng(2005)이 제안한 해석적 방법과 비교 하였다.

• 유변학
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• 제6권2호
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• pp.157-164
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• 1994

인체 동맥혈관내 혈액의 유동현상을 수치적으로 해석하기 위해서는 혈액의 유변학 적 성질을 구성방정식으로 나타내어야한다. 본 연구에서는 혈액의 점성계수를 표현하기 위 하여 비뉴턴유체의 점성을 나타내는 식으로서 Carreau 모델, 수정 Cross 모델, 수정 Powell-Eyring 모델과 수정멱법칙모델을 사용하였고 원형관내 혈액의 정상유동을 수치모사 하기 위하여 겉보기점성계수를 이용하는 구성방정식을 운동량방정식에 적용하였다. Carreau 모델과 수정멱법칙모델을 적용할 때 레이놀즈수의 변화가 중심선상의 속도와 길이방향의 압 력변화에 미치는 영향을 고찰하였다. 전단율이 높은영역에서 혈액의 겉보기점성계수를 효과 적으로 나타낼수 있는 수정멱법칙모델을 제시하였다.