• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.391-391
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• 2016

유수동역학적인 요소와 유사의 부유는 서로 상호작용을 주고받으며 다양한 현상을 만들어낸다. 많은 선행연구를 통해 유사 농도 등의 특성이 난류 구조 등의 변화를 야기하며, 변화한 난류 구조 역시 유사의 부유 등에 2차적인 영향을 준다는 점이 확인되었다. 본 연구에서는 가는 유사에 보다 집중하여 유사 부유와 이에 따른 연직구조 특성의 변화를 살펴본다. 본 연구에서는 1차원 연직 모형을 이용하여 수치실험을 수행한다. 본 연구에 이용된 모형은 가는 유사의 특성인 빠른 입자 반응 시간(Particle Response Time)이 가정되는 모형으로 선행연구를 통해 적용성이 검증된 것으로 판단한다. 주요 분석대상은 유사의 농도와 속도경사 간의 관계 등이며, 분석하는 유사 농도 종류는 일반적인 비점착성 유사의 경우에 관심을 가지는 질량 농도에 집중하여 결정된다. 수치실험 수행을 위해서는 정류 흐름, 진동파 흐름 등이 적용되었고 다양한 경우의 가는 유사를 고려하기 위한 실험조건의 변경이 이루어졌다. 수치실험 결과 진동파의 다양한 위상에서 조금씩 달라지는 연직구조가 확인되었다. 이는 보정되는 Schmidt 수의 값과도 연관관계를 가지는 것으로 나타났다. 특히 가는 유사의 경우에도 입자의 크기에 따라 다른 연직구조의 특성이 모의되었으며 이를 통해 수치실험의 경우에도 입자 크기의 고려 하에 매개변수의 보정이 이루어져야 한다는 점을 알 수 있다. 스토크스 수는 입자 반응 시간과 유체 난류 시간규모(Fluid Turbulence Ttime Scale)의 비율을 의미한다. 본 연구를 통해 스토크스 수가 유사의 확산강도 결정과 큰 상관 관계를 가지는 것을 알 수 있다. 이때 유사의 크기와 보정되는 Schmidt 수의 값은 고정되었다. 수치 계산시에 확산계수의 값이 부유 및 이에 따른 연직구조의 특성을 결정하는 중요한 변수라는 점을 고려할 때, 가는 유사의 부유를 모의할 때에는 세심한 주의가 요구된다는 점을 이해할 수 있다. 선행 연구사례를 통해 볼 때 부유하는 입자의 관성력이 Schmidt 수의 결정과 이에 따른 연직 구조의 계산에 큰 영향을 준다는 점을 알 수 있다. 본 연구에서는 스토크스 수를 관성력을 나타낼 수 있는 지표로서 계산하였지만 보다 정량적이고 효율적인 입자 관성력 지표가 제시될 때 효율적인 연구결과의 제시가 이루어질 수 있을 것으로 기대한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.8
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• pp.759-765
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• 2013

This study proposes the characteristics of the pressure drop in a compressible fluid through porous media for application to a porous injector in a liquid rocket engine in order to improve the uniformity of the drop size distribution and the mixing performance of shear coaxial injectors. The fluid through the porous media is a Non-Darcy flow that shows a Nonlinear relation between the pressure drop and the velocity at high speed and high mass flow rate. The pressure drop of the Non-Darcy flow can be derived using the Forchheimer equation that includes the losses of viscous and inertia resistance. The permeability and Ergun coefficient represented as a function of the pressure drop and pore size can be applied to the porous injector, where the fluid through the porous media is compressible. A generalized correlation between the pressure drop in relation to the pore size was derived.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.98-98
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• 2019

중력류 또는 밀도류는 주변 유체에 비해 상대적으로 밀도가 큰 유체가 밀도차에 의한 추진력으로 흐르는 것이다. 중력류의 수치모델링에는 두 가지 어려움이 있다. 즉, 적합한 지배방정식을 구성하여 적용하는 것 그리고 난류의 영향을 합리적으로 반영하는 것이다. 기존 중력류 해석을 위한 지배방정식들은 유체의 연속방정식과 운동량 방정식 그리고 밀도 또는 농도의 이송방정식을 조합하여 구성된다. 이들 지배방정식을 이용한 연구들은 대부분 두 유체 사이의 밀도차가 충분히 작아서 밀도 변동(variations)의 영향은 오로지 부력항에서만 유지된다는 Boussinesq 근사에 근거를 둔다. 그리고 이송방정식에서 밀도 또는 농도의 확산계수을 점성계수의 함수로 표현하기 위해서 Schmidt 수를 이용한다. 수치모델링에서 Schimdt 수는 상수값을 적용하지만, 이 값은 밀도의 연직방향 경사에 근거한 부력빈도(buoyancy frequency)와 난류량의 따라 큰 차이를 보이는 것으로 알려져있다. 한편, 표준 통계학적 난류모델과 벽함수를 적용한 수치모델링은 초기 중력에 의해서 무너지는(slumping) 단계를 넘어 관성력으로 추진되는 단계와 점성 효과가 지배적인 단계에서는 정확도에 현저히 낮아지기 때문에 대부분 큰와모의(large-eddy simulation, LES) 또는 DNS(direct numerical simulation)수준의 고해상도(high-resolution) 해석기법을 적용하여 공학적인 문제에 적용하는 데는 한계가 있다. 이 연구에서는 Boussinesq 근사와 Schmidt 수를 사용하지 않으며, LES 보다 적용이 용이한 DES (detached-eddy simulation)기법을 조합한 다상흐름 수치모델을 적용하여 중력류를 해석을 시도하였다. 수치해석결과를 실험값과 함께 기존 수치모델링 기법으로 구한 수치해와 비교분석하여 이 연구에서 개발 및 적용된 수치모델링 기법의 적용성을 평가한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.06a
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• pp.32-44
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• 1990

유압 Vane pump는 carming, rotor, vane에 의하여 둘러싸인 공간체적이 rotor의 회전과 함께 변화하면서 pump 작용을 한다. 즉 공간체적이 증가하는 동안은 유압이 저압으로 되어 흡입구에서 유압유를 흡입하고 vane의 존환점 (vane이 가장 많이 출한 점)을 지나면 공간용적이 감소하여 유압류는 고압으로 될 수 있도록 되어있다. 이때 vane은 관성력과 점성력 그리고 유압류의 압력에 의한 힘으로 vane 선단이 캠링의 내면에 밀착되어 회전하도록 되어있다. 유압 vane pump 베인 선단부의 윤활문제와 관련된 지금까지의 연구로서는 Hibi 등에 의한 압력평형형 베인모터, W.D Beck, T.C Edwards에 의한 베인형 콤푸렛셔 Ujiie 등에 의한 베인형 진공펌프, Ueno 등에 의한 가변용량형 베인펌프의 마찰특성에 관한 연구 및 베인 이간 현상에 관한 실험적 연구가 있다. 그러나 이와 같은 연구들의 베인과 캠링 슬라이딩 부분에 관한 취급들은 베인선단 슬라이딩 부분에 가해지는 변동가중이 불명확했기 때문데, 단순히 슬라이딩 부분의 면적이 작다는 이유로 단성유체 윤활상태일 것이라는 확정을 하였을 뿐, 실제적으로 어느 정도의 윤활 상태를 파악하기 위하여 회전하는 vane의 가학적인 거동을 확실하게 규명하고자 함이 본 연구의 목적이다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.183-186
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• 2011

해양구조물은 다양한 외력으로부터 지속적인 영향을 받으며 특히, 파력은 구조물의 설계에 결정적인 인자로 간주된다. 해양구조물 파장과 구조물의 크기와의 상대적인 관계로부터 크게 소형구조물, 대형구조물, 대상구조물로 대별될 수 있다. 전통적으로 소형구조물은 회절파의 발생이 없는 것으로 가정하여 Morison식으로부터 파력을 산정하고, 대형구조물은 회절파의 작용에 따른 관성력만을 고려하며, 대상구조물은 단면 2차원적인 파압만을 고려하여 Goda파압공식류로부터 작용파압을 추정하고 있다. 이러한 평가는 단주기파랑의 작용에 근거를 두고 있고, 또 대형 및 대상구조물의 경우에는 유체의 점성력을 고려하고 있지 않으며, 특히 지진해일파의 작용에 대한 평가는 전혀 이루어지지 않는 것이 현재의 상태이다. 본 연구는 대형구조물인 슬리트케이슨과 소형 구조물인 자켓구조물을 대상구조물로 선정하여 구조해석을 토대로 파랑의 변화에 따른 구조물의 거동특성을 연구하였다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.52 no.4
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• pp.291-297
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• 2019

Fluid flow through rock fractures has been quantified using equations such as Stokes equations, Reynolds equation (or local cubic law), cubic law, etc. derived from the Navier-Stokes equations under the assumption that linear flow prevails. Therefore, these simplified equations are limited to linear flow regime, and cause errors in nonlinear flow regime. In this study, causal mechanism of nonlinear flow and critical Reynolds number were presented by carrying out fluid flow modeling with both the Navier-Stokes equations and the Stokes equations for a three-dimensional rough-walled rock fracture. This study showed that flow regimes changed from linear to nonlinear at the Reynolds number greater than 10. This is because the inertial forces, proportional to the square of the fluid velocity, increased enough to overwhelm the viscous forces. This tendency was also shown for the unmated (slightly sheared) rock fracture. It was found that nonlinear flow was caused by the rapid increase in the inertial forces with increasing fluid velocity, not by the growing eddies that have been ascribed to nonlinear flow.

• Tribology and Lubricants
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• v.12 no.3
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• pp.85-91
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• 1996

An analysis for turbulent hybrid beatings with fluid inertia and swirl injection effect was derived for studying static characteristics of swirl-controlled hybrid journal. The swirl-controlled hybrid journal beating is considered to have more freedom in stability control in high speed rotating machinery. Current analysis is compared with experimental results with 3-recess hydrostatic journal bearing. The analysis revealed that the fluid momentum exchange at orifice discharge could produce pressure rise inside the recess region which can control the shear flow induced by journal rotation. The analysis also shows that the swirl-controlled hybrid journal beating has a capability of controlling load carrying capacity and stability by manipulating supply pressure and injection angle.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.9 no.1
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• pp.11-23
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• 1989

This paper presents the results of the numerical analysis on the behaviour of mooring system of offshore guyed tower. Finite element method is used and geometric nonlinearities are considered in the analysis of mooring line. The governing equilibrium equations are derived by the principle of virtual work, and modified Newton-Raphson method and Newmark-${\beta}$ method are employed in response calculations. The drag and inertia effects of fluid are included using a Morrison type equation. The influences of changing typical parameters like initial inclination and tension of line at the guy attachment point, the length of clump weight, its unit weight and the anchor line length are examined. The effects of idealising the clump weight as a point load(lumped clump weight) on the behaviour of mooring lines are also discussed. Numerical examples demonstrate the validity and capability of the mathematical formulation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.7
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• pp.647-654
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• 2010

In this study, an efficient ornithopter aerodynamic model, which is applicable to ornithopter wing design considering fluid-structure interaction or ornithopter flight dynamics and control simulation, was proposed and experimentally validated through the wind tunnel experiments. Due to the ornithopter aerodynamics governed by unsteady low Reynolds number flow, an experimental device was specially designed and developed. A part of the experimental device, 2-axis loadcell, was situated in the non-inertial frame; the dynamic calibration method was established to compensate the inertial load for pure aerodynamic load measurements. The characteristics of proposed aerodynamic model were compared with the experimental data in terms of mean and root-mean-square values of lift and drag coefficients with respect to the flow speed, flapping frequency, and fixed angle of attack.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.3 no.4
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• pp.244-254
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• 1991

The numerical analysis on tile behaviour of mooring system in the offshore guyed tower is presented. The governing equilibrium equations are derived by the principle of virtual work. The drag and inertia effects of fluid are included in a Morrison type equation. The finite element method is used in the computation. Geometric nonlinearities for the analysis of the mooring line are considered in which both modified Newton-Raphson method and Newmark-$\beta$ method are employed. Numerical experiments show the validity and the capability of the developed mathematical formulation.