• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.259-266
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• 2003

안전감압계통 작동시 수조에서 발생하는 공기 기포군의 진동 하중을 줄이기 위해 ABB-Atom sparger에 는 하중저감 링이 설치되어 있다. 하중저감 링이 압력장에 미치는 영향을 알아보기 위해, 본 연구에서는 하중저감 링이 없는 ABB-Atom sparger를 통해 수조 내로 방출되는 공기 기포군의 진동에 대한 수치해석을 상용 열수력 해석 코드인 FLUENT 4.5를 사용하여 수행하였다. 코드에 내재된 다상유동 모델 중 VOF(Volume Of Fluid)모델을 사용하여 물, 공기 및 증기 유동을 모의하였다. 해석결과를 기존의 해석결과와 비교하여 하중저감 링은 벽면 압력 하중을 줄이는 효과가 있음을 확인하였다. 아울러 배관내의 공기량과 배관 입구 조건이 벽면 압력 진동에 미치는 영향도 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.316-322
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• 2017

본 논문의 주 목적은 수치해석 도구를 활용하여 저항성능 관점에서 우수한 선형을 개발하는 것이다. 최종 개발된 선형의 성능 평가를 위해 수조 모형시험을 수행하였다. 현존선은 도면을 바탕으로 실물과 도면의 타당성 검토를 위해 실태조사를 수행하였다. 실태조사 시에 실제 운항 상태인 주 운항 배수량 및 주 운항 선속을 확인하였다. 수치해석을 바탕으로 현존선의 저항성능을 검토하였다. 개발선은 선수어깨의 파형개선, 배수량 분포의 균형화, 단면형상의 수정 그리고 중앙 스케그의 크기와 형상 변경에 관한 스터디를 통해 도출되었다. 수치해석 결과 개발선은 조파저항 개선에 의해 저항성능 관점에서 주 운항 선속인 11노트에서 약 15% 개선된 양을 보여주었다(Table 4 참조). 개발된 선형의 성능 평가를 위해서 수조 모형시험을 수행하였으며 그 결과 11노트에서 약 17% 개선된 양을 보여주었다(Table 5 참조).

• 한국항해항만학회지
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• 제34권6호
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• pp.417-422
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• 2010

정수중 부선 주위의 유동 특성을 조사 및 분석하기 위하여 부선의 저항성능을 모형시험과 CFD를 이용한 수치계산에 의하여 해석하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 회류수조에서 저항과 선측파형 등을 관측하였으며, 유동장 해석을 위하여 VOF(Volume of Fluid)법을 기초로 한 수치 시뮬레이션을 이행하였다. 부선의 형태에 따르는 유동특성을 파악하기 위하여 서로 다른 모습의 부선 모형을 제작하였으며, 모형실험은 설계속도를 7kts로 정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5kts~10kts의 구간에서 실험을 실시하여 각 속도에 따르는 저항 특성을 비교 검토 하였다. 수치 시뮬레이션은 일정 속도에서 만재상태를 기준으로 하여 계산을 수행하였으며 수조 실험 결과와 상호 비교함으로서 본 수치계산법의 타당성을 검증할 수 있었으며, 부선의 저항성능 및 선체 주위 유동장의 특성을 분석하였다. 저속일 때 25% 정도의 저항의 차이가 발생하고, 7kts부터 유효마력이 급격히 증가하는 현상을 파악할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.484-491
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• 2007

규칙파와 수면아래 잠긴 수평판 사이의 비선형 상호작용을 규명하기 위하여 수치파동수조를 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 수치모델로 비선형 포텐셜 이론을 근거로 한 고차 경계요소법과 Navier Stokes 방정식과 엄밀한 자유표면 경계조건식을 푸는 CADMAS-SURF을 사용하였다. 두 모델 모두 수평판 위의 천수역에서 발생하는 고차 조화항들을 예측할 수 있으며 점성효과를 포함하는 CADMAS-SURF는 수평판 양단에서 발생하는 와류와 박리에 의한 고차 조화항의 발생을 재현할 수 있다. 수평판의 잠긴 깊이와 길이 변화에 따른 반사율과 투과율을 Patarapanich and Cheong(1989)의 모형실험결과와 비교하였고 서로 잘 일치함을 확인하였다. 수평판의 길이가 길어지고 잠긴 깊이가 얕아질수록 입사파의 에너지가 고차 조화항으로 더 많이 전이됨을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권3호
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• pp.43-52
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• 2013

In the present study, a flow analysis for estimating the wave loads acting on a stationary floating body inside a viscous numerical wave tank was performed using the commercial software FLUENT. The governing equations for the viscous and incompressible fluid motion were the continuity and Navier-Stokes equations, and a piston-type wavemaker was employed to reproduce wave environments. First, the optimal simulation conditions were derived through numerical tests for the wavemaker and wave absorber, and then the wave loads and wave run-up on a vertical truncated cylinder were estimated and compared with the experimental and other numerical results.

• 한국해양공학회지
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• 제23권6호
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• pp.12-16
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• 2009

In this study, the wave profiles and kinematics of highly nonlinear waves at various water depths were calculated using a 2D fully nonlinear Numerical Wave Tank (NWT). The NWT was developed based on the Boundary Element Method (BEM) with the potential theory and the mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) time marching scheme by 4th-order Runge-Kutta time integration. The spatial variation of intermediate-depth waves along the direction of wave propagation was caused by the unintended generation of 2nd-order free waves, which were originally investigated both theoretically and experimentally by Goda (1998). These free waves were induced by the mismatch between the linear motion of wave maker and nonlinear displacement of water particles adjacent to the maker. When the 2nd-order wave maker motion was applied, the spatial modulation of the waves caused by the free waves was not observed. The respective magnitudes of the nonlinear wave components for various water depths were compared. It was found that the high-order wave components greatly increase as the water depth decreases. The wave kinematics at various locations were calculated and compared with the linear and the Stokes 2nd-order theories.

• 한국농공학회지
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• 제32권1호
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• pp.87-102
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• 1990

개방식과수로는 낮은 압력으로 다량의 용수를 수송할 수 있는 장점을 갖고 있으나 유량변동에 의한 서어징현상이 현저한 것이 단점이다. 관로내의 흐름을 안정시키기 위해서는 이 서어징의 특성이 규명되어 대규모의 서어징에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다. 개방식관수로계의 서어징을 강성수주이론으로 계산하기 위하여 운동방정식 연속방정식가 스탠드 수조의 중간벽에 설치된 언의 월유공식등을 조합한 기초방정식이 유도되었다. 본 연구의 수치해석 모델은 가장 일반적인 4차의 Runge-Kutter 방법을 사용하였으며, 이 모델의 정당성과 프로그램의 유통성을 검증하기 위하여 수리모형실험치와 수치해석치가 비교되었다. 그 결과 관로에 공기의 혼입이 없는 경우에는 실험치와 해석치가 실용상의 지장이 없는 정도로 잘 일치되었지만, 공기의 혼입이 발생되는 경우에는 실험치가 해석치에 비해 약간 크게 나타나서 이 경우에도 서러징의 해석이 가능한 새로운 모델의 개발이 필요한 것으로 생각된다. 또한 본 강성수주 모델을 이용하여 현재 서어징 문제로 곤란을 받고 있는 일본 자하연 비파호 부근의 용수간선을 대상으로 그 서어징의 특성과 개선방법을 경계한 결과 개설 개방식관수로계의 스탠드 중 매3개소 스탠드마다 1개소 스탠드의 하류측 수조 수면적 확장하는 것이 타당성이 있는 것으로 해석되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.205-211
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• 2005

In this study, a new numerical procedure for the generation of a nonlinear tailored group of waves is presented. The procedure is based on the transient wave group technique. In order to integrate the nonlinearity during the wave propagation in the computational method, the Navier-Stokes equations are applied as governing equations. The governing equations are discretized by finite volume approximation. The deformation of the free water surface in each time step is pursued with a moving grid. A two-dimensional, numerical wave tank for the simulation of the wave propagation is developed and tested in detail. The numeric results are compared first with analytical wave theories and with measurements, in order to examine the correctness of the numerical wave tank. Wave surface elevation and associated fields of velocity and pressure are numerically computed and compared with measurements. Very good agreements show up.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1376-1380
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• 2004

본 연구에서는 홍수범람지도 제작을 위해 사용되는 수치모형의 검증을 수행하고자 한다. 검증할 수치모형은 스위스의 Beffa에 의해 개발된 FLUMEN(FLUvial Modeling ENgine)으로서 수심 적분된 2차원 비선형 천수방정식에 불규칙 심각망을 이용한 유한체적법(finite volume method)이 적용된 수치모형이며 스위스, 독일, 오스트리아 등에서 홍수범람해석에 사용된 바 있는 모델이다. FLUMEN 모형의 검증을 위하여 범람해석시 가장 중요한 문제인 이동경계조건(moving boundary condition)을 포함하고 있는 원형섬에서의 고립파에 처오름높이를 계산하여 수리모형실험 결과와 비교한다. 수리모형실험은 미국 육군 공병단 산하의 해안공학연구소(CERC, Coastal Engineering Research Center)에서 수행되었으며(Liu 등, 1995) 수조의 중앙에 높이 0.625m, 해저지름 7.2m, 경사각 $14.04^{\circ}$의 원형섬이 위치한다. 본 연구 결과, 수치해석으로 계산된 섬에서의 실제 처오름높이와 입사파의 파고의 비(R/A)는 수리모형실험의 결과와 어느 정도 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.711-711
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• 2012

이 연구에서는 수심적분된 이차원 비정상 수치모형인 KU-RLMS 모형의 잠김/드러남 기법을 개선하고, 기존의 WAD 기법과 새로 도입한 기법의 정확도 평가를 수행하였다. 기존의 WAD 기법은 수학적으로는 다소 불완전하지만 수치적으로는 손쉬운 방법으로써, 각 시간 단계에서 잠긴 격자 또는 드러난 격자를 시험하고, 각 격자의 경계에서 플럭스에 대한 개폐 조건을 적용하는 방법을 사용하였다. 개선된 기법은 WAD 경계에서의 질량보존을 고려하는 방법이다. 두 가지 잠김/드러남 처리 과정의 정확도 비교는 포물형 수조에 대한 해석해와 수치모형의 결과를 비교하는 방법을 사용하였다. 기존에 WAD 기법은 수치해와 해석해의 위상차가 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 진폭은 조금씩 감소하는 현상이 나타났지만, 개선된 기법을 사용할 경우 위상차와 진폭감소 현상이 현저히 개선됨을 확인할 수 있었다.