• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.2
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• pp.24-33
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• 2021

Numerical study is conducted to analyze combustion instability in the partially premixed combustor. The simulations are performed according to fuel conditions, and Large Eddy Simulation(LES) model and PaSR combustion model are implemented in the solver. Comparison with the experimental result is conducted to confirm the validity of simulation, and quantitative and qualitative agreement is confirmed. The flame characteristics in the combustor are subsequently investigated, and the association with the occurrence of combustion instability is clarified. According to the simulation results, the flame length varies greatly depending on the fuel conditions. When the flame length becomes sufficiently long, flame-vortex interactions occurred around the wall sections, which works as the main cause of combustion instability.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.50 no.11
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• pp.747-754
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• 2022

An experimental study was carried out to control a shock-induced boundary layer separation by utilizing the supersonic sweeping jet from the fluidic oscillator. High-speed schlieren, surface flow visualization, wall pressure measurement and precise Pitot tube measurement were applied to observe the influences of the location and the supply pressure of the fluidic oscillator on the characteristics of the oblique-shock-induced boundary layer separation. The characteristics of the separation control by the present supersonic fluidic oscillator was quantitatively analyzed by comparing with a conventional control method utilizing an air-jet vortex generator.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.237-237
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• 2022

우리나라 하천 내에 설치된 횡단구조물은 보 35,000개소 이상으로 전국 하천의 0.6 km마다 수공구조물이 위치해 있으며 이로 인해 종적(longitudinal) 연결성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 농어촌연구원의 조사에 따르면 하천 횡단구조물이 설치된 구간에 어도 설치율은 14.9%로 나타났으며 이는 수생태 관점에서 연속성이 매우 열악한 상태임을 확인 할 수 있다. 이에 우리나라 각 부처 국토교통부, 환경부 등에서는 수생태 연속성을 확보하고자하는 노력이 지속되고 있으며 대표적으로 어류의 이동통로인 어도를 설치하거나 기존 어도의 효율을 향상시키기 위하여 개보수 작업을 지속적으로 실시하고 있다. 어도의 기능을 평가하기 위해서는 어도 내의 수리특성을 정확히 파악하는 것이 중요한데 연속적인 구조물로 구성된 어도 내 흐름은 매우 복잡하다. 특히 어도 내 구조물간 상호작용에 의하여 비정상 흐름이 발생하며 구조물 뒤에서는 사수역(dead zone)이 형성된다. 사수역에서 나타나는 와류의 거동은 구조물의 기하학적 특성에 따라 변화한다. 본 연구에서는 2차원 수심적분 수치모형을 활용하였으며 벽면 근처 점성저층의 유속분포을 재현하기 위하여와 점성항에 감쇠함수(damping function)를 고려하였다. 수치모형의 검증을 위해 실내 실험수로의 직선 개수로에서 PIV(particle image velocimetry)를 활용하여 연속적으로 배치된 구조물에 의한 유속자료를 활용하였다. 이 결과는 향후 새로운 어도설계 혹은 기 설치된 어도의 수리학적 기능을 평가하는데 활용이 가능할 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.10 no.2
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• pp.13-19
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• 2011

Precast culvert system is generally constructed with a series of process such as excavation, ground mitigation, placement of culverts, anti-leakage packing between adjacent culverts, post-tensioning for PS strands and backfilling. In this process inappropriate ground mitigation often causes differential settlement and, correspondingly, makes water-leakage to be occurred between adjacent boxes. This study was performed to understand the behavioral characteristics of recently proposed precast foundation plate to support precast culvert system through on-site pilot construction. The gap between two adjacent culverts, increment of earth pressure at the bottom of culvert, vertical settlement of top of the culverts were monitored using various sensors. The monitoring results showed that the proposed foundation plate provides better culvert system in the points of less gap development, earth pressure and settlement at the adjacent of two culverts.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.57 no.2
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• pp.61-69
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• 2020

Due to its flexibility of the composite propeller blade, it is necessary to design a shape capable of generating a desired load at a design point in consideration of the shape change of the propeller. In order to design it, we need to evaluate not only the hydrodynamic force around it, but also its structural response of flexible propeller according to its deformation. So, it is necessary to develop a design tool to predict the hydroelastic performance of a flexible propeller with deformation considering fluid-structure interaction and special operating conditions. Finally a design optimization tool for flexible propellermade of CFRP is required. In this study, a design methodology of the specific flexible composite propeller is suggested, considering fluid-structural interaction analysis of the specific flexible propeller.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.31-39
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• 2011

The flowfield in a solid rocket motor was simulated at the wall-injection test model, which has a fin-slot grain and submerged nozzle, and visualized by a smoke-wire. The high speed CCD camera captured the visualized images around the nozzle inlet through the grain center port. The vortical tube structure and circumferential flow patterns at the nozzle throat were visualized. The radial momentum transfer caused by the shear-interactions of slot-outlet flow, fin-base flow and grain port flow from upstream worked as the source of these phenomena.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.11
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• pp.891-903
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• 2015

This paper presents numerical simulations of flow around a circular patch of vegetation using a depth-averaged two-dimensional numerical model which is capable of simulating flow structure in vegetated open channel. In order to account for vegetation effect, drag force terms are included in governing equations. Numerical simulations are conducted with various solid volume fractions (SVF). Flow passes through a circular patch and low velocity region, which is called wake region, is formed downstream of the patch. When SVF is larger than 0.08, a recirculation is observed. The location of the recirculation is moved further downstream as SVF decreases. Von-$K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ vortex street is developed beyond the wake region due to interaction between two shear layers induced by a circular patch of vegetation. The vortex is developed as SVF is larger than 0.08, and the location of the vortex is consistent with the maximum of turbulence kinetic energy. The location of the peak of turbulence kinetic energy is moved further downstream as SVF decreases.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.1
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• pp.32-41
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• 2006

In this study, the thrust generation by simultaneous flapping airfoils in tandem configuration is parametrically studied with respect to flapping frequency, amplitude and relative location. Navier-Stokes solver with overset grid topology is employed to calculate the unsteady flowfields. The computation results indicate that when the two airfoils stroke in-phase - flapping phase lag is zero - the maximum propulsive efficiency and thrust can be obtained for most frequency and amplitude range. At a flapping amplitude of 0.2 chord and a reduced frequency of 0.75, the propulsive efficiency of aft airfoil is enhanced by about 37 % compared with that of forward airfoil. However, if flapping frequency exceeds some critical value, the strength of the leading edge vortex of aft airfoil is fortified by the trailing edge vortex of the forward airfoil, resulting in poor propulsive efficiency. It is also found that out-of-phase flapping has relatively low propulsive efficiency and thrust since vortical wake of the forward airfoil interacts with the leading edge vortex of aft airfoil in the unfavorable fashion. The total thrust and propulsive efficiency are shown to decrease with the horizontal miss distance of the aft airfoil. On the contrary, the vertical miss distance has little effect on the overall aerodynamic performance.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1706-1710
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• 2007

하천의 교각주위에는 국부세굴현상과 이에 따른 퇴적현상이 나타난다. 특히 교각주위에서의 국부세굴특성은 교량의 안전성과 관련하여 중요한 문제가 되므로 세굴의 크기를 감소하기 위한 대책이 필요하다. 교각주위에서의 국부세굴현상은 교각부 인근에 형성되는 말발굽형 와류가 중요한 역할을 하고 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 교각주위에서의 수류변화를 적절히 제어함으로서 세굴특성을 감소하고자 하는 연구가 행해져 오고 있으며, 교각에 원환(collars)을 설치하거나 조도를 증가시킴으로 세굴감소 대책을 제안하고 있다(Zarrati et al, 2006). 본 연구에서는 교각주위에서의 세굴을 감소하기 위해 원주교각의 표면을 파상형(riblet type)으로 하였으며, 파상형교각의 기본개념은 원주교각 전면에 나타나는 하강류를 파상형 원주내로 흡수하여 세굴작용을 감소시키고자 하는 것이다. 이같은 형식은 원주형 교각에 원환을 설치하는 방법이 대표적이며 하상과 교각사이 경계부에 수평방향의 단일 파형(single riblet type)을 설치한 Sato et al(1993)의 연구가 있다. 이들의 결과에 의하면 원형교각과 비교하여 초기 세굴감소 효과가 있음을 확인하였으나 시간경과에 따라 세굴이 점차 증가하고 있는 바 그 원인으로서 세굴이 진행되면서 하상면과 단일 파형과의 간격이 확대하여 단일파형내로의 흐름흡수 효과가 감소하기 때문으로 보고되었다. 따라서 여기서는 이같은 문제를 해결하기 위해 다단의 오목 및 볼록 파상형(concave/convex riblet type) 원주교각에 대한 국부세굴 특성을 검토하였다. 또한 원주형의 교각에서는 단일원주보다는 원주군으로 설치되는 경우가 대부분이며 이때 교각의 직경(D)에 대한 교각 사이 간격$(L_d)$의 비$(L_d/D)$에 따른 전면교각에서의 수류변화의 영향이 후면교각에 작용하여 상호 복합적인 흐름 및 세굴특성을 나타내므로 이와 같은 복렬형 원주군의 세굴특성을 파상형 원주교각에 적용하여 국부세굴의 크기 변화를 해석하였다. 따라서, 교각주위에서의 수류특성 및 세굴의 변동은 원주군 및 교각파상의 크기와 간격 등과 같은 구조물의 배열조건과 Froude 수, 수심 등의 수리학적 조건에 따라 달라지므로 이의 조건을 체계적으로 변화시켜 가면서 교각주위에서의 국부세굴 및 세굴 감소특성을 검토하였다. 실험결과 오목 및 볼록 파상형 원주 주위에서의 세굴크기는 원형원주와 비교하여 전체적으로 감소하는 것으로 확인되었으며 특히 오목형 $B/\acute{h}=3$에서는 세굴경감효과가 탁월하여 70%이상 감소하는 것으로 확인되었으나 볼록형 $B/\acute{h}=5$에서는 세굴촉진특성이 나타나고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 파상형 원주에서는 하강류나 와류를 파상형의 내부로 유도하여 세굴의 크기를 조절할 수 있는 최적의 파상이 존재하고 있는 것으로 예측되었다.