• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.167-170
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• 2004

본 논문에서는 수중익 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동 및 소음을 Eulerian-Lagrangian 기법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. Eulerian-Lagrangian 기법은 캐비테이션 버블이 유동장에 미치는 영향이 거의 없다는 가정하에 유동장과 캐비테이션 거동을 일방으로 연계하여 해석하는 방식이다. 수중익 버블 캐비테이션 해석을 위한 유동장은 비압축성 RAMS 방정식을 해석하여 구하고 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 유동장은 일반적 CFD 기법의 큰 수치 소산으로 그 특성이 잘 나타나지 않으므로 Sculley 볼텍스 모델을 이용하여 해석한다. 해석한 유동장 정보를 입력치로 하고 버블의 지배 방정식인 Rayleigh-Plesset 방정식과 Newton의 제2법칙에 근거한 궤적 방정식을 연계하여 캐비테이션의 성장-붕괴와 운동을 예측한다. 계산된 거동 정보를 이용하여 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 소음을 예측하였다. 본 연구는 수중 운동체에서 발생하는 캐비테이션의 거동과 소음의 특성을 파악하고 그에 따른 대비책을 마련하는 기본 연구로서 활용할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.447-450
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• 2004

선박에서 발생하는 소음 가운데 수중 추진기 소음은 가장 우세한 소음이다. 추진기 소음은 소나에 의해 적을 탐지하는 군용 선박에 경우 생존과 직결된 문제가 되며 쾌적함과 정숙성을 요구하는 여객선의 경우에서도 중요한 문제로 대두되고 있다. 이러한 중요성과 필요성에 따라, 본 연구에서는 수중 추진기의 비공동 및 공동 소음을 수치적으로 해석하였다. 수중 추진기 소음 해석을 위해 유동 해석이 선행되어야 하며 이는 포텐셜을 기반으로 한 패널법을 이용하여 해석한다. 소음 해석은 시간 영역 음향상사법을 이용하였으며, 공동 소음은 홀극 음원으로 모사하여 해석하였다. 또한 향후 수중 추진기의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 해석을 위한 기초연구로서 Eulerian-Lagrangian 접근법을 이용하여 수중익에서의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동과 소음을 예측하였다.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.21 no.1
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• pp.35-43
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• 2012

In this study, underwater behaviors of negative buoyant body and positive buoyant body, which are ejected from a platform, are compared through eject test and simulation. CFD(Computational Fluid Dynamics) method is used to calculate the hydrodynamic derivatives of negative buoyant body with varied hull. Hydrodynamic derivatives that cannot be calculated with CFD are used with the same values of base shape. The pitch angles of test data are much bigger than those of simulated data, and the reason is supposed to be the trailing air effect. A more accurate simulation is possible via modified force modeling which reflects this phenomenon. The underwater behaviors of positive buoyant body and negative buoyant body are somewhat different with each other at the same eject condition, but it may not be a problem in the view of operation.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.2 no.2
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• pp.95-104
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• 1998

The dynamic behavior of the marine cable is essentially nonlinear and dominated by geometric nonlinearity. Furthermore, fluid drag force makes the problem more complex and difficult. Therefore, it has certain limitations to obtain the dynamic behavior of the marine cable by analytical method. The purpose of this paper is to apply the elastic catenary cable element to the problem of under water cable including the hydrodynamic effects of fluids. The static and dynamic formulations for the three-dimensional elastic catenary coble under water effects are derived and the finite element analysis procedures are presented. In the analysis, the hydrodynamic forces are modeled by modified Morison equation. A comparison of the results obtained using present method with previously published results showed the validity of present method. The dynamic behavior of the marine cable subjected to current is investigated using present method and it can be illustrated that the dynamic behavior of the marine cable subjected to current varies with the incident angle of the current and inclined angle of the cable.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.5
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• pp.369-377
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• 2014

In this paper, to recognize the collision behavior between a submerged floating tunnel(SFT) and underwater navigation vessel(UNV), both structures are modeled and analyzed. The SFT of collision point is modeled tubular section using concrete with steel lining. The other part of SFT is modeled elastic beam elements. Mooring lines are modeled as cable elements with tension. The under water navigation vessel is assumed 1800DT submarine and its total mass at collision is obtained with hydrodynamic added mass. The buoyancy force on SFT is included in initial condition using dynamic relaxation method. The buoyancy ratio (B/W) and the collision speed are considered as the collision conditions. As results, energy dissipation is concentrated on the SFT and that of the UNV is minor. Additionally, the collision behaviors are greatly affected by B/W and the tension of mooring lines. Especially, the collision forces are shown different tendency compare to vessel collision force of current design code.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.25 no.1
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• pp.27-41
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• 2023

Submerged floating tunnels must be connected to the ground to connect continents. The displacement imbalance at the shore connection between the underground bored tunnel and submerged floating tunnel can cause stress concentration, accompanying a fracture at the shore connection. The elastic joint has been proposed as a method to relive the stress concentration, however, the effect of the elastic joints on the dynamic behavior should be evaluated. In this study, the submerged floating tunnel and shore connection under dynamic load conditions were simulated through numerical analysis using a numerical model verified through a small-scaled physical model test. The resonant frequency was considered as a dynamic behavioral characteristic of the tunnel under the impact load, and it was confirmed that the stiffness of the elastic joint and the resonant frequency exhibit a power function relationship. When the shore connection is designed with a soft joint, the resonant frequency of the tunnel is reduced, which not only increases the risk of resonance in the marine environment where a dynamic load of low frequency is applied, but also greatly increases the maximum velocity of tunnel when resonance occurs.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.2170-2174
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• 2008

기후상승으로 해수면의 상승으로 인해 삼면이 바다로 둘러싸인 지형적 특성을 가진 우리나라 연안에 파도로부터 시설물의 보호가 중요한 요인으로 꼽히고 있다. 파의 에너지를 저감하여 연안에 위치한 시설물 보호에 많은 연구가 진행되고 있다. 여기서 다루게 될 수중방파제와 다공성 소파장치는 반사와 수심의 변화에 따른 분산효과로 입사파의 에너지 감소를 통해 연안에 위치한 구조물과 배후시설에 대한 피해를 줄이는데 주목적이 있다. 사다리꼴 수중방파제의 전 후면의 기울기를 변화시키며 장주기파의 입사파와 투과파에 대한 연구가 Chang과 Liou(2004)에 의해 연구되었고, 수직 다공성 소파장치의 두께를 변화하며 반사계수와의 상관 관계에 대한 연구가 Madsen(1983)에 의해 진행되었다. 본 연구에서는 해석해를 통해 수중방파제와 다공성 소파장치가 있는 경우에 투과파와 소파장치 전 후면에서의 처오름 높이의 변화에 대해 알아보고, 그에 따른 관계를 알아보고자 한다. 구간은 각각 수심이 일정한 지역과 변화하는 지역, 다공성 소파제가 있는 지역으로 설정하여 각 구간마다 해석해를 적용하여 파고를 측정하였다. 측정된 파고를 이용하여 투과율은 수중방파제를 통과한 입사파와 투과파의 관계를 통해 측정할 수 있다. 수중방파제를 투과한 파는 다공성 소파장치를 통과하면서 파고가 급감하는 현상을 다공성 소파장치 전 후면에서 측정되는 파고를 통해 알 수 있다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.33 no.1
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• pp.17-23
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• 2020

In this study, the behaviors of a vessel and the ground during the vessel impacting an underwater slope that is part of an artificial protective island are analyzed using the coupled Eulerian-Lagrangian scheme. To consider the large deformation including the shear failure of soil, the Eulerian domain is used to model the ground and water, while the impacting objects are modeled as the Lagrangian domain. For efficiency, the mass scaling scheme is applied to the modeling of the impacting objects, and the ground is modeled by setting the Eulerian volume fraction values. To verify the applicability of the constructed model, a dynamic penetration anchor problem is analyzed. The impacting vessel is modeled using solid elements following the external shape of a container ship, and an analysis of a collision on the slope is performed. As a result, collision behaviors such as displacement, velocity, and dissipation energy are estimated, and the necessity of a parametric study as further research is established.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.5
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• pp.215-226
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• 2018

In this paper, to estimate the dynamic behavior of a submerged floating tunnel(SFT) by underwater explosion(UE), the SFT is modeled and analyzed by the explicit structural analysis package LS-DYNA. The section of SFT near to explosion point is modeled to shell and solid elements using elasto-plasticity material model for concrete tubular section and steel lining. And the other parts of the SFT are modeled to elastic beam elements. Also, mooring lines are modeled as tension-only cable elements. Total mass of SFT is including an added mass by hydrodynamic effect. The buoyancy on the SFT is considered in its initial condition using a dynamic relaxation method. The accuracy and the feasibility of the analysis model aree verified by the results of series of free field analysis for UE. And buoyancy ratio(B/W) of SFT, the distance between SFT and an explosion point and the arrangement of mooring line aree considered as main parameters of the explosion analysis. As results of the explosion analysis, the dynamic responses such as the dent deformation by the shock pressure are responded less as more distance between SFT and an explosion point. However, the mooring angle of the diagonal mooring system can not affect the responses such as the horizontal displacement of SFT by the shock pressure.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.20-20
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• 2020

신곡수중보는 한강종합개발사업(1982년~1986년) 중 하도정비로 인하여 상시 수위가 저하됨으로써 조수의 과도한 역류 등으로 발생하는 이수상의 문제점을 해결하고 상류에 설치된 잠실수중 보 사이의 수위유지 및 하천 공간 이용의 극대화, 연안 농경지의 용수공급 및 하천환경 보전을 목적으로 건설되어, 「잠실 및 신곡수중보 관리규정(1986)」 및 「신곡수중보 운영 매뉴얼」에 의해 관리·운영되고 있다. 신곡수중보는 준공된 이래로 한강하류의 흐름 해석에 있어 중요한 기준과 경계로서 이와 관련한 다양한 연구가 진행되었다. 신곡수중보로 인한 흐름의 변화가 하상과 생태에 미치는 영향에 관한 연구와 하구역에서의 조위 및 흐름특성과 밀도류의 거동에 관한 1, 2차원 수치해석연구가 활발히 진행되었다. 본 연구에서는 그동안 1, 2차원 수치해석연구로 한정되었던 신곡수중보 흐름특성에 관련하여 실제 수문 운영 방식을 반영한 3차원 수치해석을 수행하여 구조물의 상·하류에서 발생하는 와류 및 이차류와 같은 3차원적 흐름 구조와 이에 따른 지형의 침식·퇴적 및 구조물에 미치는 영향 등을 구체적으로 분석하였다. 우선, 신곡수중보 운영 매뉴얼과 실제 가동보 운영시스템을 비교하여 수문개방 시기, 유량 기준의 수문 운영 방법, 수위 변화에 따른 수문 운영 방법, 수문개방 순서를 분석하고 신곡수중보 주변 흐름에 대한 3차원 수치해석모형 구축을 위한 경계조건을 산정하였다. 수치해석에는 상용프로그램인 FLOW-3D를 사용하였으며, 경계처리기법 및 난류해석을 위해 FAVOR 기법과 RNG k-ε 모델을 적용하였다. 수문 동시개방 개수, 수문 개방 위치 및 순서, 개방 높이에 대한 조건을 변화시켜 구성한 시나리오에 대해 수치해석 후, 유속, 난류에너지, 이차류 등의 흐름특성을 분석하고 상·하류 수위차에 따른 방류량을 산정하여 시설물의 관리안을 도출하고 운영 매뉴얼의 개정안을 제시하였다.