• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.7 no.1
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• pp.91-97
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• 2005

Class A evaporation pan has been used throughout the world to measure free water evaporation mainly by manual observation once a day. In this study, a new automatic water level measurement method is used for understanding of free water evaporation and numerical analysis. This new technique measures the weight of buoyancy bar in water, and does not need calibration because it is not affected by water density change with water temperature. Field observations of evaporation were made near Haenam Meteorological Station over paddy field located in southwestern Korea from 20 April to 30 May 2004 and the data from ten clear days (16 - 25 May) were used for this analysis. The observed total evaporation was about 50.7mm during this period whereas the estimated from an empirical equation was 50.4mm. As expected, the pan evaporation is well correlated with wind speed and the vapor pressure deficit between the water surface and the air.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.32 no.1
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• pp.1-10
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• 2020

The application of multiphase flows is increasingly being applied to analyze phenomena such as single phase flows where the fluid boundary changes continuously over time or the problem of mixing a liquid phase and a gas phase. In particular, multiphase flow models that take into account incompressible Newtonian fluids for liquid and gas are often applied to solve the problems of the free water surface such as wave fields. In general, multi-phase flow models require time-based the surface tracking of each fluid's phase boundary, which determines the accuracy of the final calculation of the model. This study evaluates the advection performance of representative VOF-type boundary tracking techniques applied to various CFD numerical codes. The effectiveness of the FCT method to control the numerical flux to minimize the numerical diffusion in the conventional VOF-type boundary tracking method and advection calculation was mainly evaluated. In addition, the possibility of tracking performance of free surface using CIP method (Yabe and Aoki, 1991) was also investigated. Numerical results show that the FCT-VOF method introducing an anti-diffusive flux to precent excessive diffusion is superior to other methods under the confined conditions in this study. The results from this study are expected to be used as an important basic data in selecting free surface tracking techniques applied to various numerical codes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.7
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• pp.767-774
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• 2012

A fluidic device (FD) has been adopted in the safety injection tanks (SITs) of APR1400. A flow control mechanism of the FD was used to vary the flow regime in the vortex chamber corresponding to the SITs water level. The flow regime in the vortex chamber has a different pressure loss from low to high in accordance with the SITs water level. Nitrogen at the top of the SIT could be released owing to inertia of discharge flow when changing from a high flow rate to a low flow rate. This phenomenon is important to design improvement perspective because it can affect the performance of the FD. This paper shows a result of a preliminary numerical study to obtain the transient data related to air release in the flow turn-down period using a two-fluid free-surface model provided from ANSYS CFX 13.0. In conclusion, there is no significant effect on the performance of the FD, though a small quantity of air is released during the flow turn-down period.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.35 no.2
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• pp.41-48
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• 2023

In this study, simplified linear numerical method that can simulate wave generation and transformation by a moving bottom is introduced. Numerical analysis is conducted in wave number domain after continuity equation, linear dynamic and kinematic free surface boundary conditions and linear kinematic bottom boundary condition are Fourier transformed, and the results are expressed in space domain by an inverse Fourier transform. In the wavenumber domain, the dynamic free water surface boundary condition and the kinematic free water surface boundary condition are numerically calculated, and the velocity potential in the mean water level (z = 0) satisfies the continuity equation and the kinematic bottom boundary condition. Wave generation and transformation are investigated when the triangular and rectangular shape of bottoms move periodically. The results of the simplified numerical method are compared with the results of previous analytical solutions and agree well with them. Stability of numerical results according to the calculation time interval (Δt) and the calculation wave number interval (Δk) was also investigated. It was found that the numerical results were appropriate when Δt ≤ T(period)/1000 and Δk ≤ π/100.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.11a
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• pp.35-43
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• 2016

본 연구에서는 EDISON의 해석자를 활용하여 선박의 최적 운항 자세 도출과 같은 실용적 문제 해석뿐 만 아니라 자유 수면 및 대칭 경계 조건이 수직한 몰수 익형 주위 유동에 미치는 영향을 분석하는 학술적 연구를 수행하였다. 선박의 자세에 따른 저항 변화를 분석한 결과 0.5m 선수 트림에서 선체 저항이 가장 작은 것으로 나타났으며, 이는 유동 가속에 의한 선수 어깨부의 낮은 압력 및 선미부에서의 압력 회복에 의한 것이다. 반면, 1.0m 선미 트림에서 선체 저항이 가장 큰 것으로 나타났는데, 평형 상태보다 선미부의 압력 회복이 약하기 때문이다. 또한 자유 수면과 대칭 경계 조건이 날개 성능에 미치는 영향을 분석한 결과, 비현실적 대칭경계 조건으로 인해 날개 양력이 13%~16% 크게 나타났으므로 대칭경계조건을 사용할 경우에는 이러한 오차를 감안해야 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1989.07a
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• pp.145-152
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• 1989

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.44-44
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• 2015

저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.15 no.4
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• pp.273-280
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• 2012

The numerical simulation using the Lattice Boltzmann Method in the field of computational fluid dynamics becomes wider in the engineering applications because of its simplicity of update rules compared to the conventional Navier-Stokes solvers. Here, a two-dimensional D2Q9 LB model is numerically tested with a few new computational treatment on the free surface. The single relaxation time is applied under the gravitational field where applied only in the higher density fluid because of its big density difference. At the free surface, the reconstruction techniques in combination with boundary conditions is adopted in order to get some distribution function coming into the fluid site from the air one, and surface tension, early stable test for the gravitional field is considered in it. With the implementation of the gravitational profile, conserving the overall mass and grid dependency are observed during the calculations and freesurface advance track is well captured with an experiment.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 2003.08a
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• pp.76-86
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• 2003

부방파제는 파랑에너지가 집중되어 있는 자유수면에서 수면하 20%정도에 부체를 띄워 부체에 의한 반사파와 투과파 및 부체동요에 의한 발산파에 의해 파랑을 제어한다. 부방파제의 장점은 무엇보다 대수심해역에 적합하고, 해수흐름을 방해하지 않아 항내오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 지진의 피해를 최소한으로 줄일 수 있고, 연약지반상에서도 쉽게 건설될 수 있다는 점이다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.434-438
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• 2005

본 연구에서는 개수로 흐름에서 전단속도의 분포를 조사하였다. 이를 위해 직사각형 개수로 흐름과 복단면 개수로 흐름에 대한 DNS 자료를 이용하였으며, 계산된 전단속도는 기존의 실험자료 및 수치해석결과와 비교$\cdot$분석되었다. 평균흐름장에서는 직사각형 개수로 흐름의 경우, 자유수면 부근에서 내측이차흐름이 발생하는 것을 볼 수 있었으며, 복단면 개수로 흐름에서는 주수로와 홍수터의 접합부 부근에서 쌍와가 생성되는 것으로 나타났다. 이차흐름의 최대크기는 체적평균된 주흐름방향 유속의 약 $5\%$로서, 직사각형 개수로 흐름에서 발생되는 것보다 더 강하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 이차흐름의 영향으로 주흐름방향 평균유속의 등속선이 편향된 것으로 나타났다. 본 DNS에서 전단속도가 최대값을 갖는 지점은 직사각형 개수로 흐름의 경우 자유수면이며, 복단면 개수로 흐름의 경우 접합부인 것으로 나타났다. 이는 기존 LES 결과와 동일하지만, 실험연구와는 다른 결과이다. 접합부에서 이러한 차이를 보이는 이유는 실험에서 마찰속도를 산정하기 위해 사용하는 방법의 부적합성에 있는 것으로 나타났다.