본 연구에서는 국내 개발 중인 소형 민수 헬리콥터(LCH)에 대해 유체-구조 연계 기법을 이용하여 로터 공력 및 구조 하중에 대한 고정밀 공탄성 해석을 수행하였다. LCH 로터는 일반적인 힌지형 로터와 달리 탄성체 베어링과 블레이드 상호 연계형 댐퍼 시스템을 탑재하였으며, 이에 대한 구조동역학 해석을 위해 CAMRAD-II 모델을 구축하였다. 주 운용조건인 전진비 0.28 순항조건에서 단일 로터 모델과 로터-동체 모델에 대한 유체-구조 연계해석을 수행하여 동체 모델링의 효과를 분석하였다. 동체 모델링이 로터의 하중 및 블레이드-와류 간섭에 미치는 영향은 제한적이지만, 루트에서 발생한 와류가 동체 효과에 의해 꼬리 로터에 무시할 수 없는 영향을 줄 수 있음을 수치적으로 확인하였다. 양력선 이론 기반의 구조동역학 해석 결과는 유체-구조 연계해석 결과와 대체로 부합하는 결과를 보였으나, 비정상 유동 예측 모델의 한계로 인해 공력 하중, 탄성 변위에 대한 peak-to-peak 크기를 낮게 예측하고 구조 진동 하중에서 주요한 위상 차이를 나타냈다.
본 논문은 화산암지역에 건설되는 비축기지를 대상으로 지표지질조사, 지표단열조사, 시추조사, 수리시험 결과 등을 토대로 지하수유동 수치모델 해석을 통하여 저유공동의 기밀성 요건을 만족시킬 수 있는 수벽시스템을 설정하고, 이러한 시스템 하에서의 공동유입량과 인접시설과의 수리간섭 영향을 평가하였다. 수리지질 안정성 해석을 위한 접근방법 3차원 연속체 수치모델링과 더불어 이의결과를 비교 또는 보완하기 위한 단열망 모델링 해석방법을 병행하였다. 저유공동의 심도를 결정하고 투수성단열의 확률적인 상호연결성 정도를 계산한 결과와 연직 수리경사, 수벽공 효율성, 저유공동과 수벽시스템간 이격거리 등의 제반 요건을 만족시키는 수벽시스템을 계산하였다. 연속체 모델에 의한 저유공동으로의 누수량은 건설기간 중에는 130 ~ 140m$^3$/day, 운영 중에는 약 120m$^3$/day일 것으로 예측되었고, 단열망 모델에서는 80~175m$^3$/day의 범위인 것으로 계산되었다. 신규 시설의 건설로 인하여 기존 시설지구의 함양유역 감소가 불가피하고, 이로 인하여 지하수위 강하 및 유동량의 감소가 발생될 것으로 예상되므로, 보수적인 관점에서 기준 지하수위를 유지하기 위하여 인공적인 수압을 가해줄 수 있는 별도의 지상 혹은 지하의 수직 수벽시스템이 요구된다.
Fischer-Tropsch 반응기 내 복잡한 반응과 흐름을 상세히 모델링하는 것은 CFD 분야에 있어 도전적 과제이다. Fischer-Tropsch 반응은 여러 가지 탄소수를 가진 탄화수소들을 만들어내는데, 탄화수소에는 무수히 많은 이성질체가 존재하는 이유로 모든 화학종에 대해서 각각의 반응속도식을 도출해 적용하는 것은 어렵다. 이의 극복을 위해 기존 연구들에서 사용된 반응속도식 모델링 방법론들을 분석한 뒤, 화학종별 상세한 반응속도식 적용을 위해 non-Anderson-Schulz-Flory 방법론을 선정하여 상세 모델링을 진행하였다. 또한 반응 특성상 다상 흐름 형태를 띠는데, 다상 흐름 모델링의 경우 상간의 간섭이나 분산상의 분포 및 유동 형태 등에 따라 적합한 모델링 방법론이 다르다. 그러나 기존 연구들에서는 타당성에 대한 논의나 근거 제시 없이 각양각색의 내부 흐름 모델링 방법론이 사용되고 있다. 실험을 통해 내부 흐름 형태를 관찰한 뒤 유동 형태에 따른 모델링을 진행하는 것이 최선이나, 자원 여건상 어려움이 있어, 본 연구에서는 전통적인 유체역학 이론에 근거해 내부 흐름 형태를 먼저 추론하고 Mixture 모델 방법론을 선정하여 체계적인 CFD 모델링을 진행함으로써, 사용된 방법론에 대한 근거를 마련하고자 하였다. 10가지 실험조건에서 진행한 실험 결과와 본 연구의 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 이를 통해 본 연구가 제안하는 체계적 모델링 방법론의 타당성을 입증하였다.
고에너지 구성 요소 시스템의 설계를 위하여 고폭화약의 폭발 반응을 엄밀하게 모사할 수 있는 실제 규모의 하이드로다이나믹 해석을 수행하였다. 폭발성능 정밀 해석 SW는 고에너지 물질의 충격 민감도를 정량화하기 위한 반응 유동 모델을 검증하고 일련의 화약 트레인을 통과하는 충격파 전달을 예측하기 위해 개발되었다. 파이로테크닉 장치는 여폭약(HNS+HMX), 격벽(STS), 수폭약(RDX), 파이로테크닉 추진제(BPN)로 구성된다. 추진제 연소로 인하여 생성된 고압의 연소 가스는 충격파와 저밀도파 간 간섭에 의해 유도된 고유의 진동 유동 특성을 파악하기 위하여 10 cc 밀폐형 챔버에 유입된다. 특정 주파수(${\omega}_c=8.3kHz$)에서의 피크 특성을 검증하기 위하여 실험 및 계산으로 측정된 압력 진동을 비교하였다. 본 연구에서는 고폭화약의 폭발반응과 추진제의 폭연반응, 비-반응 금속의 변형에 관하여 단계별 수치해석 기법들을 충격 물리 해석 SW로 구현함으로써 고에너지 물질 시스템에 대한 대규모 하이드로다이나믹 시뮬레이션을 용이하게 하였다. 개발된 고폭화약 폭발성능 정밀 해석 SW를 고에너지 구성 요소 시스템의 파이로테크닉 연소 반응 M&S에 적용하여 실험 결과와 비교함으로써 검증하였다.
본 연구에서는 연안의 해저면에 누적된 퇴적오염물을 효율적으로 수거할 수 있는 저속 쌍동형 정화선에 대한 선수선형의 개념설계에 대해 수행하였다. 선형설계는 선체건조가 용이하도록 단순화하였으며, 쌍동선 선형의 선수 Water line, 선수각 등의 변화에 따른 저항성능의 영향을 검토하였다. Ansys CFX를 이용한 수치시뮬레이션과 회류수조에서의 모형시험결과와의 비교/분석 등을 통하여 선수부 선형변화에 따른 저항성능과 자유표면 유동특성 사이의 관계를 고찰하였으며, 그 결과 선수재 위치와 어깨부 체적의 선수부 이동에 따른 파형개선으로 조파저항이 감소하는 등 저항성능의 향상을 확인하였다.
This study was conducted to investigate the flow and combustion characteristic of the experimental burner which was manufactured for the reflection of the oven and broil burner features. As slot shape, spacing between slots, and slot arrangement of the exit area which emits the mixing gas are different in case of oven burners and broil turners, the purpose of this study is to know the affection of the flame interaction and combustion characteristic according to the change of shape factors such as slot shape, slot arrangement, and slot-to-slot spacing. With no relation of the slot shape, as the spacing between slots became narrow, the occurrence of a lift-flame was delayed. So the combustion was possible in the leaner region, but the appearance of yellow-tip became a little fast. Slit slot port had the broadest operating range among the other slot shapes. Specially, from the side of lift-flame, as the jet that spreads downstream in the longitudinal slot was nearly circular just a few slot lengths away from the orifice, slot-to-slot spacing of the Slit port was closer than the other ports. These results could be expected through the computer numerical method and had a good agreement. As the spacing between slots increased, in case of Slit and Mix port, NOx emission rate was constant or decreased, but the NOx emission of Hole port was increased. CO emission rate of Slit and Hole port was increased as the slot-to-slot spacing was broadened.
중심(HUb) 항만이 되기 위한 주요과제는 자동화이다. 선진항만은 이미 자동화 컨테이너 터미널을 실용화하고 있는 단계이고, 국내의 경우는 자동화 컨테이너터미널을 구축하기 위한 기본계획 및 실시설계가 되고있는 실정이다. 자동화 컨테이너터미널의 핵심은 자동화 장비인 ATC(Automated Transfer Crane)와 AGV(Automated Guided Vehicle)의 효율적인 운영이다. 자동화 장비의 효율적인 운영은 자동화 컨테이너터미널의 생산성을 결정짓는 가장 중요한 요소이다. 본 논문에서는 자동화 컨테이너터미널에 효율적인 3가지의 ATC 운영규칙과 AGV 배정규칙을 사용하여 자동화 컨테이너터미널에서 컨테이너 선적시간을 최소로 할 수 있는 가장 적합한 장비운영 규칙을 제안하고자 한다. 자동화 컨테이너터미널에서 자동화 장비 운영에는 예기치 않은 교착이나 간섭이 발생하므로, 장비운영에 관한 계획은 이벤트 중심으로 실시간으로 이루어져야 한다. 그래서 본 논문에서는 실시간 계획에 가장 적합한 ATC 운영규칙과 AGV 배정규칙을 제안하고, 이들 규칙들의 수행도를 평가하기 위해 실제 자동화 컨테이너터미널에서 생길 수 있는 다양한 환경들에서 시뮬레이션 한다. 이 시뮬레이션을 통해 다양한 파라미터 -야드의 리마샬링(re-marshaling 정도, 컨테이너 처리 개수, 운영 AGV 대수- 에서 가장 로버스터(robust)한 자동화 장비의 통합운영규칙을 제시한다.
본 연구에서는 원통형 연소실에서 발생하는 고주파 연소불안정을 연소응답함수와 n-$\tau$ 음향 불안정 해석방법을 사용하여 예측하였다. 열역학적 변수들과 속도는 시간 평균성분 및 변화성분으로 분리하여 선형으로 전개하였으며, 유동은 비회전류로 가정하여 속도 포텐샬 함수를 위한 지배방정식으로 수식화하였다. 연소응답의 계산에는 화염면 상, 하류에서의 연소실반응과 화염면에서의 연속조건이 적용되었다. 연소응답은 압력간섭계수 n과 감응시간지연 $\tau$로 변환되어 중립불안정한계를 결정하였다. LOX-RP1 추진제 조합의 원통형 연소실에서 연소압력 및 추진제 혼합비의 변화는 연소 음향반응과 중립불안정에 영향을 주지 않으나, 긴 거주시간에 의한 화염면 발생의 지연과 화염면 하류에서의 공간은 고주파 연소불안정의 발생에 강한 영향을 주는 것으로 예측되었다. 결과적으로 연소의 음향응답에는 추진제의 거주시간, 연소실 형상조건과 노즐에 의한 감쇠효과가 중요한 파라메터인 것으로 나타났다.
한국내 물오리나무(Ainus hirsuta) 집단의 미소지리적 변이를 공간적 상관관계에 적용하였다. 분리된 등급간 대립유전자의 각 형태의 산출을 정규분포 편차 통계에서 임의분포를 하고 있는지를 검정하였다. 모든 경우에서 예상 값이 유의성을 가지는지 Moran의 I값으로 추정한 결과 120 경우 준 24 경우(20.0%)에서 유의성을 나타내었다. 이들 값 중에서 17 경우는 음의 값을 나타내었는데 이는 한국의 물오리집단이 10등급 간격에서 유사하지 않다는 점을 시사하였다. 그 한 원인으로는 화목(火木)을 위한 인간의 간섭을 추정할 수 있다. 열매를 맺는 가지나 줄기의 간헐적인 벌목에 의해 유전자 유동이 조장되었기 때문일 것이다. 한편, 그루터기나 밑둥으로부터 영양번식을 할 수 있는 능력 또한 유전적 구조를 어지럽히는 한 요인으로 작용한 것으로 사료된다.
중심(Hub) 항만이 되기 위한 주요과제는 자동화이다. 선진항만은 이미 자동화 컨테이너 터미널을 실용화하고 있는 단계이고, 국내의 경우는 자동화 컨테이너터미널을 구축하기 위한 기본계획 및 실시설계가 되고 있는 실정이다. 자동화 컨테이너터미널의 핵심은 자동화 장비인 ATC(Automated Transfer Crane)와 AGV(Automated Guided Vehicle)의 효율적인 운영이다. 자동화 장비의 효율적인 운영은 자동화 컨테이너터미널의 생산성을 결정짓는 가장 중요한 요소이다. 본 논문에서는 자동화 컨테이너터미널에 효율적인 3가지의 ATC 운영규칙과 AGV 배정규칙을 사용하여 자동화 컨테이너터미널에서 컨테이너 선적시간을 최소로 할 수 있는 가장 적합한 장비운영 규칙을 제안하고자 한다. 자동화 컨테이너터미널에서 자동화 장비 운영에는 예기치 않은 교착이나 간섭이 발생하므로, 장비운영에 관한 계획은 이벤트 중심으로 실시간으로 이루어져야 한다. 그래서 본 논문에서는 실시간 계획에 가장 적합한 ATC 운영규칙과 AGV 배정규칙을 제안하고, 이들 규칙들의 수행도를 평가하기 위해 실제 자동화 컨테이너터미널에서 생길 수 있는 다양한 환경들에서 시뮬레이션 한다. 이 시뮬레이션을 통해 다양한 파라미터 -야드의 리마샬링(re-marshaling) 정도, 컨테이너 처리 개수, 운영 AGV 대수- 에서 가장 로버스터(robust)한 자동화 장비의 통합운영규칙을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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