• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.165-172
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• 2009

연직 2차원 평면을 대상으로 하는 연속방정식을 수심방향으로 이중적분 하여 수평1차원 파랑방정식을 구하였다. 새 방정식은 복소수 포텐셜 함수로 구성되어 있으며, 파랑의 진폭과 위상경사함수를 도입하여 한 세트의 실수방정식으로도 변형되었다. 파랑진폭과 위상경사함수를 포함한 한 세트의 식은 각각 1차, 2차 상미분방정식이며, 한쪽 경계에서 경계조건을 적절히 지정하여 전 영역에서의 해를 한 방향으로 진행하면서 구할 수 있다. 이때 경계조건으로는 파랑진폭 값, 파랑진폭의 경사, 위상 경사 값이다. 단순한 중앙차분식을 이용하여 식을 차분화 하였다. 새 방정식을 Booij의 경사판, Massel의 부드러운 저면, Bragg의 싸인 함수의 저면에 대하여 적용하여 보았다. 본 방정식은 Massel의 수정완경사방정식, Berkhoff의 완경사방정식, 완전 선형방정식과 비교하여 유사한 결과를 나타내었으며, 유용함을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.435-444
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• 2001

대변형 탄소성 프레임의 해석은 운동학적, 재질적, 수치해법상으로 매우 복잡하여 정확하고 효율적인 요소나 알고리즘이 부족하다. 본 논문에서는 3차원 보요소에 대하여 봉이론으로부터 유한요소를 만들고 소성을 적용하기 위하여 Cauchy응력과 공학적변형률을 구성방정식에 적용하는 방법으로 객관화된 증분해법에 의한 보요소를 제안하였다. 특히 항복조건의 만족을 위하여 정확하고도 효율적인 소성방정식의 적분법을 개발하고 적용하였으며 연속법과 일차원 탐색 등을 고려하여 광역수렴성과 2차 수렴속도를 갖는 수치해법을 개발하고 예제를 통하여 확인하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.44-50
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• 2012

팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.404-410
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• 2011

1차원 개수로 부정류의 수치 해석을 위하여 Taylor-Galerkin 기법의 유한요소법을 St. Venant 방정식의 차분에 적용하였다. 단일 수로에서 수문의 닫힘에 의한 배수문제와 3개 이상 하도가 만나는 합류점을 포함하는 수지상(dendritic) 하천 네트워크에 적용하고 그 결과를 기존에 제시된 유한차분법, 유한요소법 등의 수치기법과 비교하였으며 매우 잘 일치함을 확인하였다. 본 연구에서 적용한 기법은 연속방정식과 운동량방정식을 순차적으로 해석해 나가기 때문에 적용이 간편하며, 최종적으로 삼대각 행렬과 합류점의 적합조건을 위한 최소한의 요소를 포함하기 때문에 삼대각 행렬의 연산 방법을 적용할 수 있어 계산 측면에서 빠르고 안정적이다. 또한, 행렬의 저장을 위한 메모리 측면에서 경제적이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.48-59
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• 1996

비정상 점성유동 수치해석단계는 연속방정식을 만족시키는 공간해석단계와 시간전진단계로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 공간해석단계의 압력 Poisson 방정식의 해를 구하는데 스팩트럴법을 이용하였다. 압력 Poisson 방정식의 최고차미분항을 Fourier 급수로 전개하면 압력 및 압력의 1차미분항의 Fourier 급수의 적분으로 표현되므로 Gibb's 현상을 제거할 수 있어, 비주기성인 경우에도 스팩트럴법을 적용할 수 있다. 수치해법의 검증을 위하여 2차원 원주상체 및 날개주위 비정상 점성유동을 수치해석하였고, 그 결과를 비교하여 보았다.

• 물과 미래
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• 제23권4호
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• pp.435-444
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• 1990

만곡수로에서의 곡률반경에 대한 하폭비 변화에 따른 흐름특성을 단순화된 수치모형을 이용하여 분석하였다. 각 운동량 방정식과 힘의 평형원리로부터 각가 2차 흐름속도와 횡방향하상경사를 계산하였다. 깊이 방향으로 적분된 연속방정식과 흐름방향의 운동방정식을 양적 유한차분법으로부터 그 해를 구하였다. 곡률반경에 대한 하폭의 비를(Rc/B) 2.7, 5.4 및 8.1로 변화시키면 수치실험을 실행하여, 그 결과로부터 2차 흐름속도, 흐름방향유속, 최대유속의 이동경로, 편의각 및 질량이동유속에 관한 특성을 분석하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.77-94
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• 1991

일정속도로 항주하는 배에 치하여 생성되는 파를 유한차분법을 이용하여 수치적으로 시뮬레이션 하였다. 지배방정식으로는 3차원 운동량방정식(Euler Eq.)과 연속방정식을 사용하였으며, 직교 좌표 계상에서의 수치계산은 FTCS(forward time/central space)로 차분화하고 시간전진 방법(time marching scheme)으로 수행하였다. 좌표계로 staggered variable mesh system을 채용하여 기존의 계산조직을 개선하므로써, 유체 유동의 변화가 심한 선체주위에 계산 정도를 높이기 위하여 cell을 집중시켰다. 개선된 전산프로그램을 이용하여 Wigley, Series 60($C_{b}$=0.6), 그리고 MS416B 산적화물선 선형등을 대상으로 수치계산을 수행하였으며, 그 결과들을 실험값과 비교하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권4호
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• pp.327-334
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• 1994

실험실 수조에서 조석 및 조류를 발생시키기 위해서는 수조내에 흐름의 분출부와 흡입부를 적절히 설치해야 한다. 분기관은 관수로 측면에 설치된 다수의 구멍을 통하여 관내ㆍ외 압력차에 의해 물을 분출 또는 흡입하는 장치이다. 수조 폭에 따라 균등한 단위폭당 유량을 발생시키기 위해서는 각 구멍의 크기를 적절히 결정해야 하며 이를 위해서는 공급류량, 공급수두, 수두손실, 구멍에서의 분출 및 흡입류량 등의 수리특성을 파악하여야 한다. 본 연구에서는 에너지 방정식과 연속방정식으로부터 비롯되는 비선형 연립방정식을 구성하고 Newton 해법을 적용하여 분출 및 흡입분기관의 수리특성을 파악하였다. 아울러, 자동제어 밸브가 부착된 분기관이 수조폭에 걸쳐 일정한 유량을 유지해야하는 조석수조에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.391-395
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• 2006

본 연구에서는 새로운 일차원 하천 흐름모형인 SNS(Super- aNd Sub critical flow model)를 개발하였다. 이 모형은 연속방정식과 운동량방정식을 상류이송기법을 이용하여 해석하고, 생성항을 처리할 수 있는 특별한 기법을 사용하고 있다. SNS 모형은 보나 여수로 등에서 발생하는 불연속 흐름을 모두 해석할 수 있고, 우리나라와 같이 하상의 변화가 매우 심한 하천에서도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 개발한 SNS 모형은 우리나라 하천에서와 같이 하상의 변화가 매우 심하고, 보와 같은 구조물이 많이 설치되어 있는 하천에서 추가적인 작업없이 바로 적용할 수 있다. 또한 댐 여수로와 같이 매우 빠른 흐름, 도수가 발생하는 흐름에서도 추가적인 내부경계조건없이 다양한 조건의 흐름을 해석할 수 있는 장점이 있다. 부정류 상태의 다양한 흐름을 모의할 수 있고, 상하류 경계조건을 고정하여 부등류를 모의할 수도 있다. 본 연구에서 개발한 SNS 모형은 우리나라의 특별한 상황에 대한 고려가 미흡하였던 기존의 모형에 비해 여러 가지 장점을 지니고 있기 때문에 국내 하천의 다양한 흐름조건에 널리 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.413-418
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• 2006

본 연구는 자갈하상을 갖는 하천에 대해 조도계수를 산정하고자 하상에 분포하는 입자에 작용하는 전단응력을 이용하여 등가조도를 산정하고 대상유량에 대해 수위를 산정할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발된 모형의 적용성은 섬진강 하류부의 구례수위표와 송정수위표 구간에 대해 적용하였다. 그 결과 구례수위표지점에서 등가조도는 0.088m로 산정되었고, 이를 이용하여 Wark(1990)가 제시한 단위유량에 대한 연속방정식과 운동량방정식을 결합한 간단한 모형을 이용하여 각각의 대상유량에 대해 수위를 산정하였으며, 그 결과 6%이내의 오차를 보였다. 그리고 대상유량에 대해 계산된 수위를 이용한 부등류 해석을 실시하여 조도계수를 각각의 유량에 대해 산정하였다. 그 결과 관측된 수위와 계산된 수위에 의해 산정된 조도계수의 오차가 $0{\sim}0.002(6%)$의 오차를 보였고, 유량별로 조도계수를 산정할 수 있어 조도계수의 가변성도 고려할 수 있었다.