• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.36 no.5
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• pp.831-838
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• 2016

The disaster preventing system using vegetation has been growing in the field of coastal engineering in recent years. To analyze wave and flow fields under nonlinear interactions between tsunami and vegetation, the purpose of this study is to evaluate newly-developed 3-D numerical wave tank including energy dissipation by tsunami-vegetation interaction based on existing N-S solver with porous body model. Comparing numerical results using mean drag coefficient and dynamic drag coefficient due to Reynolds number to existing experimental results it is revealed that computed results considering the dynamic drag coefficient are in good agreement with the laboratory test results for time-domain waveform. In addition, the calculated transmission coefficients of solitary waves in various vegetation densities and incident wave heights are also in good agreement with the experimental values. This confirms the validity and effectiveness of the developed 3-D numerical wave tank with the fluid resistance by vegetation.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.377-381
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• 2013

익형의 형상이 대칭인 NACA00xx 시리즈의 두께 비 변화에 따른 익형의 공력 특성을 조사하였다. 익형주위의 유동을 2D-압축성 유동으로 가정하여 비선형 유동방정식인 2D-Comp-2.0 solver를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 주어진 두께 비에 대한 mesh study를 수행하고 수치해석의 결과는 Fluent 6.3의 수치해석 결과와 비교 분석하였다. 또한 선택 된 최적의 mesh size를 이용하여 익형의 두께비에 따른 양력계수와 항력계수를 비교 분석 하였다. 수치해석 결과로부터 익형의 두께비가 증가할수록 양력계수와 항력계수는 증가하였으며, 또한 받음각의 크기에 따른 익형의 공력특성은 받음각이 증가할수록 양력계수와 항력계수는 증가하였다. 일반적으로 익형의 두께비가 증가하면 shock wave의 강도는 증가하고, shock wave의 위치는 익형의 끝단으로 이동한다. 본 연구에서는 NACA00xx 시리즈의 공력특성에 대한 이해뿐만 아니라 Edison CFD 코드를 이용하여 얼마나 우리가 정확하게 공력해석을 수행할 수 있는지에 중점을 두었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.388-388
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• 2021

하천에서 호안이나 교량의 교각 등은 홍수 시 주변 하상의 세굴에 의한 피해가 많이 발생한다. 하상보호를 위해서 하천 수공구조물 주변 하상에 자갈, 호박돌, 전석 등을 깔기도 한다. 이 재료들은 다공성 집단을 이루며 유수에 의한 소류력과 항력이 작용한다. 다공성 집단체 공극의 흐름에 의한 항력은 외부 흐름이 가하는 소류력에 비해 작으나 집단의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 집단체에 작용하는 항력은 공극 내의 흐름의 유속과 항력계수를 이용하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질 내 흐름에 대한 항력계수를 조사하기 위하여 수리실험을 이용하여 자갈 매질의 공극을 흐르는 물이 일으킨 항력과 동수경사를 측정하였다. 수리실험을 위한 대공극 매질은 상업용 연마 자갈을 사용하여 크기에 따라 작은 자갈(5~10mm), 중간자갈(15~25mm), 큰 자갈(25~50mm)로 구분하였다. 대표입경 D₅₀은 작은 자갈 8.0 mm, 중간 자갈 17.6 mm, 큰 자갈 32.2 mm이고, 형상계수는 각각 0.28~0.74, 0.29~0.58, 0.38~0.68의 범위였다. 자갈 매질의 공극율은 각각 0.405~0.422이었다. 매질 내의 흐름 길이는 24.2cm로 하였다. 실험결과 자갈 매질 내 흐름의 입자 레이놀즈수 Re_p에 따른 내부항력 F_D와 항력계수 C_D는 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다. 실험에서 Re_p는 31.5~3,175.4였다. 자갈 매질의 내부항력은 Re_p가 증가하면 비선형적으로 증가하였으며 입자가 클수록 작았다. 항력계수는 작은 자갈과 중간 자갈 매질에 차이가 거의 없었으나 큰 자갈의 경우 작은 것으로 나타났다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.299-304
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• 2013

초음속 조건에서 Busemann biplane은 충격파의 중첩에 의해 항력 감소가 일어난다. 그러나 받음각이 증가 할 경우, 앞전에서 궁형 충격파가 발생하여 항력이 급격하게 증가한다. 이에 본 연구에서는 busemann biplane에 플랩을 주어 궁형 충격파를 감소시킬 수 있는 flap biplane의 플랩 길이와 각도의 변화에 따른 공력 성능의 변화를 분석하였다. Flap biplane의 공력성능을 기본 biplane형상 및 diamond airfoil과 비교한 결과, 동일한 양력 조건에서 항력은 diamond airfoil에 비해 약 75%정도 감소함을 확인하였다. 그리고 플랩의 길이와 양항비는 선형의 관계가 있음을 확인하였고, 특정한 플랩의 각도에서 최대 양항비가 도출된다는 사실을 확인하였다. 마지막으로 전압력의 감소를 충격파의 강도로 정의하고, 이를 비교한 결과 flap biplane의 전압력 감소가 diamond airfoil에 비해 약 25%정도가 더 작게 나타난 사실로 부터 flap biplane의 소음 감소 효과를 유추할 수 있었다. flap biplane은 초음속 영역에서 항력과 소음의 감소에 효율적인 익형임을 확인하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.35-40
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• 1990

해양 산업에서 심해로의 이동은 해양 구조물의 계류 장치의 중요성을 부각시켰고 그에 따른 기본적인 연구로서의 케이블 동력학에 대한 흥미를 일깨웠다. 거친 해상에서 케이블에 형성될 수 있는 큰 동장력과 기하학적 비선형성의 고려는 케이블의 비선형적 거동 해석에 주요 인자가 될 것이다. 또한 매우 큰 동장력 증폭에 의한 음의 큰 동장력은 케이블의 양의 정장력을 초과할 수 있고, 따라서 전체장력은 영 또는 음이 될 수 있다. 비선형 유체 항력을 포함한 모든 비선형성을 갖는 케이블의 이론적 해석 모델을 개발하고, 수치 결과와 기존의 실험 결과를 비교한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07d
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• pp.2558-2560
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• 2005

본 논문에서는 마찰력과 질량은 수직항력에 의해 관계하고, 시스템 입출력 관계에서도 도출할 수 있음에 착안하여, LuGre 모델을 기반으로 하는 수직항력 관측이 가능한 보상기 적용과 동시에 제어 입력과 시스템 출력 관계를 적응규칙을 통해 질량추정기를 설계하여 제어 입력의 스케일로 사용함으로써 그 성능을 더욱 향상시키고자 하였다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.1
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• pp.11-16
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• 1990

The effects on the dynamic behaviour of the geometric nonlinearity and large dynamic tensile forces occurring in hostile sea environments must be investigated for assessing extreme tensions and fatigue life expectancy of cable. In this paper, the combined effects on the cable dynamic responses are shown through comparisons between numerical solutions to the cable dynamic equations with geometric nonlinearity and large tensile force terms as well as nonlinear drag term and those to the cable equations with only nonlinear drag term. It is found that, in steady state, the cambined effects increase the maximum dynamic tension and reduce the magnitude of the minimum of the dynamic tension at the middle of the cable. This decrease together with the increase of the maximum dynamic tension, cause the average tension to become higher and, therefore, it may deteriorate the cable fatigue life.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.27 no.5
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• pp.295-303
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• 2015

The eigenfunction expansion method is appled for the wave scattering by a vertical slotted, where both the inertial and quadratic drag terms are involved. Quadratic drag term representing the energy loss is linearized by the application of socalled equivalent linearization. The drag coefficient, which was empirically determined by Yoon et al.(2006) and Huang(2007) is used. Analytical results are verified by comparison to the experimental results conducted by Kwon et al.(2014) and Zhu and Chwang(2001). Using the developed design tool, the effect of energy loss by a vertical slotted wall is estimated with various design parameters, such as porosity, submergence depth, shape of slits and wave characteristics. It is found that the maximum value of energy loss across the slotted wall is generated at porosity value less than P = 0.1. The present solutions can provide a good predictive tools to estimate the wave absorbing efficiency by a slotted-wall breakwater.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.30 no.3
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• pp.29-40
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• 1993

The fundamental characteristics of nonlinear free-surface waves generated by a shallowly submerged 3-dimensional hydrofoil are investigated. The fluid is assumed inviscid, incompressible and its motion irrotational. The surface tension on the free-surface is neglected. The hydrofoil is represented by a horseshoe vortex system whose shape is assumed fixed. Also the strengths of vortices are assumed given. The exact problem for the wave potential due to the horseshoe vortex system is formulated by the variational principle based on the classical Hamilton's principle. The localized finite element method is used in the numerical computations. In order to increase the numerical efficiency, an intermediate nonlinear-to-linear transition buffer subdomain for a smooth matching is introduced between the fully nonlinear computation subdomain and the truncated linear infinite subdomain. Also used is the modal analysis to reduce the computation tome drastically. The effect of inflow velocity, submergence depth of the hydrofoil and the shape of circulation distribution on the wave profiles are thoroughly examined. Especially it was possible to investigate the nonlinear influence of the free vortex on the free vortex. The nonlinear free-surface effect on the induced forces on the hydrofoil is also investigated.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.30 no.1
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• pp.1-9
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• 2018

In present study, we suggested the quasi-linear model that linearizes the quadratic drag representing the energy loss across the porous plate. The quasi-linear model was solved by Boundary Element Method (BEM) for development of the porous wave absorber suitable for 2-D wave tank. The drag coefficient at the porous plate was newly obtained through comparison of experimental results. It is found that the porous wave absorber with porosity 0.1, submergence depth d/h = 0.1, and inclined angle $10^{\circ}{\leq}{\theta}{\leq}20^{\circ}$ shows the effective wave absorption. Using the developed quasi-linear numerical model, the optimal design of various types of a porous wave absorber will be applied.