• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.35 no.4
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• pp.1-10
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• 1998

This paper presents a vorticity-based numerical method for analyzing an incompressible Newtonian viscous flow around an impulsively started cylinder. The Navier-Stockes equations have a natural Helmholtz decomposition. The vorticity transport equation and the pressure equation are derived from this decoupled form. The associated boundary conditions are dynamic for the vorticity and pressure variables representing the coupling relation between them and the force balance on the wall. The various numerical treatments for solving the governing equations are introduced. According to Wu et al.(1994), the boundary conditions are decoupled, keeping the dynamic relation between vorticity and pressure. The vorticity transport equation is formulated by FVM and TVD(Total Variation Diminishing) scheme is used for the convection term. An integral approach similar to the panel method is used to obtain the velocity field for a given vorticity field and the pressure field, instead of the conventional differential approaches. In the numerical process, the structured grid is generated. The results are compared to existing numerical and analytic results for the validity of the present method.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.127-127
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• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.1272-1281
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• 1990

A numerical study to predict the contamination behavior in a room being contaminated has been performed. The room with one inlet and three exits, which maintained same pressure at the ceiling, has been chosen as test model. Six sets of calculation have been performed, for one, two or three contamination sources of 1*10$^{-4}$ kg$_{c}$/s strength at two different velocities(0.2m/s, 20m/s). Numerical results show that the number the contamination concentration near the first source increased by every 20%-30% of the maximum concentration for each increase of the contamination source.e.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.8 no.1
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• pp.1-8
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• 1999

A boundary condition reflecting automatically, regardless of the direction of the gas flow, the pressure drop due to the entrance and exit effect occurred at a connection of two elements with different cross-sections in calculating the pressure profile of a vacuum network composed of many chambers and pipes which have different shape and vacuum properties was developed. The method of correcting the pressure drop in an element of varying cross-section like a cone was also introduced to keep the system free from directionality. The developed boundary conditions are applied as an example to a linear composed vacuum system to show how to make a set of simultaneous equations based on the particle balance equation and how to obtain its solution.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05b
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• pp.205-209
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• 1996

원자로 입구노즐에서 원자로 냉각재 펌프에 의한 맥동압력 준위를 원자로 하향통로와 저온 관을 상관시켜 예측하는 방법에 관하여 분석하였다. 원자로 하향통로에서의 맥동압력은 원자로 내부구조물의 건전성 평가에 쓰이는 중요한 인자로 이 값을 정확히 구하기 위해서는 경계조건인 입구노즐에서의 맥동압력을 정확히 예측해야 한다. 이를 위해 원자로 하향통로와 저온관을 상관시켜 원자로 입구노즐에서의 펌프에 의한 맥동압력 준위를 계산하였으며 Palo Verde Unit 1의 실험치와 비교 분석하였다. 분석 결과, 제시된 맥동압력 준위 예측모델은 500℉의 경우 비교적 잘 일치하였으나, 565℉의 경우 상당한 차이가 있었으므로 추가적인 검토 및 수정 작업이 요구된다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.213-213
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• 2011

Hydrophobic hairs of some insects make bubbles underwater. These bubbles makes possible for insects to breathe underwater. In this thesis, influence of geometric characteristics on air-liquid interface with pressure is investigated. Air-liquid interface shape with hair diameter over distance between hairs is analyzed This results expects to be used in the developments of artificial gill technology.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1996.04b
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• pp.75-79
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• 1996

유량 보존 경계 조건을 적용하여 커넥팅 로드 베어링의 성능 해석을 수행하였다. 레이놀즈 경계 조건을 적용하는 경우에 비하여 최소 유막 두께, 동력 손실율과 축방향 유량은 더 작게, 최대 유막 압력은 더 크게 예측되었다. 유량 보존 경계 조건을 적용한 경우 축 방향으로의 공급 유량과 방출 유량이 거의 균형을 이루었다. 물리적으로 타당한 유량 보존 경계 조건을 적용한 커넥팅 로드 베어링의 성능 해석으로 얻어진 동력 손실율과 축 방향 유량을 이용하면, 윤활제의 온도 상승과 그에 따른 점도 변화를 좀 더 정확하게 예측 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.1
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• pp.17-25
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• 2019

An intake of Aircraft becomes S-shaped geometry due to spatial limitation or procuring survivability. But curvature of the S-shaped geometry makes secondary flow or flow separation which is the cause of non-uniform pressure distribution. In this study, boundary layer suction is applied to RAE M 2129 S-Duct by attaching sub duct. Design variable is suction location and angle. A mass flow rate drawn out by suction at the sub duct outlet is constant over every model. A grid dependency test was conducted to verify validity of computation. The comparison among the CFD (Computation Fluid Dynamics), ARA experimental result, and ARA computation result of non-dimensional pressure distribution on the Port side and Starboard Side confirmed the validity of CFD. In this study, Distortion Coefficient was used for evaluating aerodynamic performance of S-Duct. The analysis, which was about flow separation, vortex, mass flow rate distribution, and pressure distribution were also investigated. Maximum 26.14% reduction in Distortion Coefficient was verified.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.17 no.5 s.122
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• pp.405-414
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• 2007

In recent years, experimental and theoretical studies show that turbulent flows looking disordered have a definite structure produced repetitively with visible order. As a core structure of turbulence, hairpin vertices are believed to play a major role in developing and sustaining the turbulence process in the near wall region of turbulent boundary layers and may be regarded as the simplest conceptual model that can account for the essential features of the wall pressure fluctuations. In this work, fully developed typical hairpin vortices are focused and the associated surface pressure distributions and their corresponding spectra are estimated. On the basis of the attached eddy model, the overall surface pressure spectra are represented in terms of the eddy size distribution. The model is validated by comparison of predicted wavenumber spectra with existing empirical models, the results of direct numerical simulation (DNS) and also spatial correlations with experimental measurements.