• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.289-290
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• 2012

본 연구에서는 고정식 해양구조물의 지지각으로 사용되는 원형실린더에 나선형 판을 부착하여 와류유기진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 $Re=6.5{\times}10^3$의 균일유입유동에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용한 실험적인 방법을 적용하였다. 모델의 직경은 40mm이며 후류 유동구조, 난류강도, 응력분포에 대한 통계적 유동정보를 계측하였다. 실험결과로는 원형실린더와 뱃전판을 부착한 실린더와의 비교를 통해 뱃전판의 유동특정을 평가하였으며, 뱃전판의 영향은 후류에서 와의 생성과 소멸 메커니즘의 변화에 큰 영향을 미치고 후류 칼만 와열의 안정적인 제어를 통해 와류유기진동을 억제하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1801-1806
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• 2004

Stochastic nature of subgrid-scale stress causes the predictability problem in large eddy simulation (LES) by which the LES solution field decorrelates with field from filtered directnumerical simulation (DNS). In order to evaluate the predictability limit in a priori sense, the information on the interplay between resolved scale and subgrid-scale (SGS) is required. In this study, the analysis on the inter-scale interaction is performed by applying tophat and cutoff filters to DNS database of flow over a circular cylinder at Reynolds number of 3900. The effect of filter shape is investigated on the interpretation of correlation between scales. A critique is given on the use of tophat filter for SGS analysis using DNS database. It is shown that correlations between Karman vortex and SGS kinetic energy drastically decrease when the cutoff filter is used, which implies that the small scale universality holds even in the presence of the large scale coherent structure.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.91-98
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• 2000

본 논문은 수면하에서 정속으로 움직이는 원형실린더에 의하여 생성되는 강제쇄파에 대한 실험적연구의 제2부이다. 강제쇄파의 역학적 메카니즘을 규명하는 차원에서 쇄파주위 유동의 점성유동 특성을 조사하였다. 이를 위하여 물체와 쇄파영역 후류에서의 속도와 전수두손실 분포를 계측하였으며 쇄파내부의 난류특성을 보기 위하여 열선유속계를 이용하여 난류강도를 계측하였다. 그 결과 쇄파부근과 그 후류에서 경계층유동과 유사한 유속결손과 수두손실분포를 확인하였으며 쇄파와 몰수체 간의 상호작용을 볼 수 있었다. 또한 계측된 난류응력값은 쇄파영역의 난류유동특성을 잘 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권10호
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• pp.1083-1091
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• 2005

Turbulent flow around a rotating circular cylinder is investigated by Direct Numerical Simulation. The calculation is performed at three cases of low Reynolds number, Re=161, 348 and 623, based on the cylinder radius and friction velocity. Statistically strong similarities with fully developed channel flow are observed. Instantaneous flow visualization reveals that the turbulence length scale typically decreases as Reynolds number increases. Some insight into the spacial characteristics in conjunction with wave number is provided by wavelet analysis. The budget of dissipation rate as well as turbulent kinetic energy is computed and particular attention is given to the comparison with plane channel flow.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권6호
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• pp.750-757
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• 2016

본 연구에서는 파 주기와 기울기에 따른 단일 실린더와 다중 실린더의 wave run-up을 추정하였다. 3차원 비압축성 점성 난류 유동이며 서로 다른 상을 가지는 이상유체에 대한 수치해석을 수행하기 위하여, 본 연구에서는 전산 유체 역학 상용코드인 "STAR-CCM+"을 기반으로 하여 VOF기법과 realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 사용하였다. 모델스케일에 대한 파 주기는 단일 실린더의 경우 1.269초와 1.692초이고, 다중 실린더의 경우 1.716초이다. 각 케이스 별로 1/30, 1/16의 파 기울기를 가진다. 최종적으로 파 기울기와 주기에 대한 wave run-up 추정 결과는 관련 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 결과는 실험과 비교하여 정성적으로 유사함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.648-656
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• 2022

국제해사기구(IMO)의 온실가스(GHG) 감축 전략과 같은 환경규제를 강화함에 따라 친환경 선박 및 대체 연료 등 기술 개발이 확대되고 있다. 그의 일환으로 해운사와 조선사를 중심으로 에너지 저감과 풍력 추진 기술을 활용한 선박 추진 기술이 대두되고 있다. 풍력 추진 기술의 확보와 실증 연구를 조선 및 해운 분야에 도입함으로써 친환경 기술을 활용한 고부가가치 시장을 창출할 수 있으며, 운항선박의 연료 소비율을 줄임으로써 연비를 약 6~8 % 정도 향상시켜 GHG의 감축을 기대할 수 있다. 로터 세일(Rotor Sail, RS) 기술은 원형 실린더가 일정한 속도로 회전하여 유체를 통과할 때 실린더의 수직 방향으로 유체역학적 힘을 발생시키는 기술이다. 이를 마그누스 효과(Magnus Effect)라고 하며, 본 연구에서는 선박에 설치된 풍력보조추진 시스템인 RS 주위의 난류 유동특성에 관한 수치해석적 연구를 통하여 추진효율을 높일 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그래서 RS의 공기 역학적 힘에 영향을 미치는 매개변수로써 속도비(Spin Ratio, SR)와 종횡비(Aspect Ratio, AR) 변화에 따른 양력계수(C_L)와 항력계수(C_D)를 도출하였고, RS 끝단 플레이트(End Plate, EP) 적용에 따른 RS 주변 유동특성을 비교하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권2호
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• pp.49-55
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• 2013

The goal of the research is to evaluate the open source code of OpenFOAM for the use of nuclear plant flow simulation objectively. Of the various incompressible flow solvers, simpleFoam, pimpelFoam are then tested under three validated cases (backward facing step, flow over circular cylinder and turbulent round jet flow). For the evaluation of steady state incompressible laminar flow simulation, low reynolds number of backward facing step flow was solved by simpleFoam. The resultant of the reattached lengths turned out to be similar with the other experimental and simulation results. For transient flow simulation, flow over circular cylinder and turbulent round jet flow were solved by pimpleFoam. The simulation accuracy was evaluated by comparing the resultant flow patterns with the description of the characteristics of the flow over the circular cylinder. The quantitative accuracy was evaluated for no more than 85% by comparing it to the decaying constants of the turbulent round jet velocity.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권3호
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• pp.50-55
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• 2003

Recent numerical simulation has a tendency to require the higher-order accuracy in time, as well as in space. This tendency is more true in LES and acoustic noise simulation. In the present work, the accuracy of a Fractional step method, which is widely used in LES simulation, has been increased to the fourth-order accurate compact Pade discretization. To validate the present code, the flow-field past a cylinder was simulated and compared with experiment. A good agreement with experiment was achieved.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권7호
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• pp.846-853
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• 2005

In this paper, mass transfer in turbulent flow around a rotating circular cylinder is investigated by Direct Numerical Simulation for Schmidt numbers Sc=1 and 1670. Correlation between Sherwood and Reynolds number predicted agrees well with other experimental results over both Sc. Reynolds analogy identified at Sc=1 definitely causes a strong correlation between concentration fluctuation and streamwise velocity. For Sc=1670, it is found that positive small values of concentration fluctuations are observed more frequently than the case of Sc=1 particularly out of the range of Nernst diffusion layer in the viscous sub-layer. This fact is fully confirmed by detailed statistical study using a probability density function of concentration fluctuations.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권7호
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• pp.837-845
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• 2005

In this paper, an investigation on high-Schmidt number (Sc=1670) mass transfer in turbulent flow around a rotating circular cylinder is carried out by Direct Numerical Simulation. The concentration field is computed for three different values of low Reynolds number, namely 161, 348 and 623 based on the cylinder radius and friction velocity. Statistical study reveals that the thickness of Nernst diffusive layer is very small compared with that of viscous sub-layer in the case of high Sc mass transfer. Strong correlation of concentration field with streamwise and vertical velocity components is observed. However, that is not the case with the spanwise velocity component. Instantaneous concentration visualization reveals that the length scale of concentration fluctuation typically decreases as Reynolds number increases. Statistical correlation between Sherwood number and Reynolds number is consistent with other experiments currently available.