• Title/Summary/Keyword: 자유표면효과

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Free-Surface Effects on a Fin Attached to a Submerged Body (잠수체 벽에 부착된 핀의 자유표면 효과에 관한 실험적 연구)

  • Kim, S.M.;Lee, S.J.;Lee, C.M.
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.33 no.1
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    • pp.27-39
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    • 1996
  • The effects of free surface and a strut on the lifting characteristics on a fin attached at the mid-chord of the strut are investigated experimentally in a circulating water channel. Variation of lift force on the fin is investigated with respect to free stream velocity(V), angle of attack of the fin(${\alpha}$) and ratio of the submergence depth of the fin to the chord of the fin(H/C). Attentions are focused on the lifting characteristics of the fin at shallow depths of submergence. Visualization of the free surface deformation along the strut and of the streamline about the fin is made in order to examine the inflow angle to the fin. Lift force on the fin alone i.e. in absence of the strut is also measured to investigate the difference in lifting characteristics of the fin caused by the strut. The results show that lift forces over the fin are largely affected by a free surface in the case of small submergence ratios(HiC<3.0). For HiC>5.0, the effects of the free surface are negligibly small. The inflow angle to the fin is significantly influenced by the strut and flow speed at the shallow depths of submergence. The deformation of the free surface is largely governed by the waves generated by the strut. However, for small submergence depths, the effects of the fin are found also significant.

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A Numerical Simulation of Three- Dimensional Nonlinear Free surface Flows (3차원 비선형 자유표면 유동의 수치해석)

  • Chang-Gu Kang;In-Young Gong
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.28 no.1
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    • pp.38-52
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    • 1991
  • In this paper, a semi-Lagrangian method is used to solve the nonlinear hydrodynamics of a three-dimensional body beneath the free surface in the time domain. The boundary value problem is solved by using the boundary integral method. The geometries of the body and the free surface are represented by the curved panels. The surfaces are discretized into the small surface elements using a bi-cubic B-spline algorithm. The boundary values of $\phi$ and $\frac{\partial{\phi}}{\partial{n}}$ are assumed to be bilinear on the subdivided surface. The singular part proportional to $\frac{1}{R}$ are subtracted off and are integrated analytically in the calculation of the induced potential by singularities. The far field flow away from the body is represented by a dipole at the origin of the coordinate system. The Runge-Kutta 4-th order algorithm is employed in the time stepping scheme. The three-dimensional form of the integral equation and the boundary conditions for the time derivative of the potential Is derived. By using these formulas, the free surface shape and the equations of motion are calculated simultaneously. The free surface shape and fille forces acting on a body oscillating sinusoidally with large amplitude are calculated and compared with published results. Nonlinear effects on a body near the free surface are investigated.

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Switching of the Dimer-row Direction through Sb-passivation on Vicinal Si(001) Surface of a Single Domain

  • Dugerjav, Otgonbayar;Kim, Hui-Dong;Seo, Jae-Myeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.186-186
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    • 2011
  • [100] 방향으로 4$^{\circ}$ 기울어진 Si(001)-2${\times}$1(vicinal surface)을 초고진공하(UHV)에서 청결하게 하고 열처리하면 rebonded-atom을 가진 DB double step과 이 step에 나란한 아홉 개의 dimer를 가진 평균 폭이 4.0 nm인 single-domain의 (001)-2${\times}$1 테라스의 면으로 재구조된다 [그림 a]. 본 연구에서는 이 표면 위에 Sb을 상온에서 증착하여 덮고 후열처리하면(2 ML, 500$^{\circ}C$ 10 분), Sb-dimer가 Si 표면을 한 층 덮고 (001) 테라스의 Sb-dimer 방향이 DA double-step과 수직을 이루는 1${\times}$2 구조를 이룬다는 사실을 STM으로 확인하였다 [그림 b]. 이러한 Sb-passivation의 효과는 표면 Si-dimer의 부분적으로 채워진 dangling-bond를 Sb-dimer의 완전히 채워진 고립쌍(lone-pair)으로 바꿈으로써 표면 자유 에너지를 줄이고, 나아가 계면 Si 층은 bulk에 유사하게 되는 데에 있다. 이 passivation 된 표면은 Ge/Si 등의 heteroepitaxy에 사용할 수 있고, 특히 single-domain을 유지하며 step 방향에 대해 평행인 dimer-row로 이루어져 있어서 원자나 전자의 이동에 비등방적 효과를 증가시킬 것이 예측된다.

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Numerical Analysis of Lifting Potential Flow around a Three-Dimensional Body moving beneath the Free Surface (자유표면하에서 전진하는 3차원 물체 주위의 양력 흐름 수치 해석)

  • B.K. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.29 no.3
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    • pp.21-32
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    • 1992
  • Numerical solutions are presented for solving the free surface flow created by a three-dimensional body moving beneath the free surface with constant velocity at an angle of attack. The solution is obtained using a panel method based on the perturbation potential, which employs Havelock sources and normal dipoles distributed on the body surface and Havelock normal dipoles in the wake downstream of the trailing edge. A pressure Kutta condition with an iterative solution procedure is implemented to satisfy equal pressure condition on the upper and lower surfaces at the trailing edge. Numerical calculation examples in the present paper include an ellipsoid at zero angle of attack, a rectangular planform wing at a small angle of attack in the limit of zero Froude number and then free surface flows and hydrodynamic forces acting on the submerged spheroid and parabolic strut are calculated. Discussions are made about the validity of the present method.

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Surface-Tension Effects on the Flow Caused by a Two-Dimensional Pulsating Source Moving with a Constant Speed beneath the Free Surface (전진하며 동요하는 2차원 특이점에 의하여 발생되는 자유표면파에 미치는 표면장력의 영향)

  • Hang-S.,Choi;Jae-S.,Choi
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.27 no.1
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    • pp.57-62
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    • 1990
  • This paper deals with the flow caused by a two-dimensional pulsating source, which moves with a constant horizontal speed beneath the free surface. The analysis is based on lincar potential theory including surface tension effects. In the case of subcritical reduced frequencies $\tau<1/4(\tau=U_{\omega}/g$, U=constant speed, $\omega$=circular frequency, g=gravitational acceleration), six wave components arc found. Two of them are largely affected by surface tension, which propagate ahead of the source in the direction of and opposite to the steady translation, respectively. The rest are almost identical with those found by Haskind(1954), i.e. for which the surface tension effect is negligible. For low oscillation frequencies, the resonant frequency still exists at $\tau$ only slightly greater than 1/4. For oscillation frequencies greater than $\nu(={\omega}^2/g)>20$, the surface tension effect is so significant that it disperses generated waves and consequently the singular phenomenon is removed. However, in addition to the gravity breaking, capillary breakings occur when the translation speed coincides with the minimum capillary celerity.

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Seismic Analysis of Liquid Storage Tanks Considering Shell Flexibility (벽면의 유연성을 고려한 액체저장탱크의 동적해석)

  • Lee, Chang Geun;Yun, Chung Bang
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.7 no.4
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    • pp.21-29
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    • 1987
  • In this paper the liquid sloshing effects in vertical storage tanks under earthquake loadings are studied. The study focuses on the investigation of the effect of the flexibility of the tank wall on the hydrodynamic forces exerted on it. The tank structure is modelled using finite elements. The motion of the liquid is expressed by the Laplace equation. The equation of motion of the fluid shell system is formulated including the coupling effect between the shell motion and the sloshing motion. A procedure is developed to obtain the natural frequencies and the mode shapes of the sloshing motion as well as the shell vibration. Dynamic analyses have been carried out for several tanks with different dynamic characteristics utilizing the time history method as well as the response spectra method.

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A Surface Relaxation Model for Si thin film (Si 박막해석을 위한 Surface Relaxation Model)

  • Chung, Ha-Young;Kim, Won-Bae;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.273-276
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    • 2011
  • 표면의 물성은 표면효과를 고려한 나노 스케일의 구조물의 기계적 거동 해석에 있어서 필수적인 요소이다. 이러한 해석을 위한 방법론 중 surface relaxation model을 이용하여 박막의 표면 물성을 계산하는 방법은 이미 FCC 모델에서는 검증된 바 있으나, 동일한 방법론을 diamond 구조를 가지는 실리콘에 일괄적으로 적용할 수는 없다. 이는 FCC 구조를 갖는 금속과는 달리 실리콘이 공유결합 물질이라는 점과, 박막표면에서 다양한 surface reconstruction이 가능하다는 점, 그리고 실리콘의 diamond lattice가 FCC lattice에 비해 추가적인 자유도가 존재한다는 점으로부터 기인한다. 본 논문에서는 이와 같은 조건을 고려하여 Si 박막의 표면 물성을 해석하기 위한 surface relaxation 모델을 제시한다.

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Study of the dependence of two-photon-absorption generated free carrier absorption cross-section in GaAs (GaAs의 2광자 여기된 자유전하 흡수 단면적의 빔세기 의존성 연구)

  • 김상천;장준영;전성만;박승한
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.252-253
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    • 2000
  • 본 실험에서는 수 MW/$ extrm{cm}^2$ 의 매우 낮은 영역의 세기에서 순수한 GaAs의 bulk에 대하여 실험한 결과 비선형 흡수가 나타남을 관찰 하였으며, 더불어 자유전하 흡수 계수를 여러 가지 세기의 빛에서 측정한 결과 자유전하 흡수 단면적이 빛의 세기에 따라 변화하는 것을 관찰하였다.$^{(1)}$ GaAs의 굴절률이 3.6으로 매우 커서 Fabry-Perot 효과가 나타나므로 시료의 한쪽 면을 SiN로 무반사 코팅을 하여 실험 하였다. GaAs의 표면은 쉽게 레이저 빛에 의해 손상을 입는 것을 고려하여 같은 자리에서 여러 번의 실험을 하여 같은 결과가 나오는 것을 확인하여 실험 결과를 얻었다. 사용된 레이저는 Nd:YAG 레이저로서 1.064 $mu extrm{m}$의 파장에서 7 나노초의 펄스를 방출한다. 빛의 세기는 편광기와 half wave plate를 이용하여 변화 시켰다. (중략)

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The Study of Airfoil Aerodynamic Characteristics in Backflow Field (후류의 영향을 받는 익형의 공력 특성 연구)

  • Lee, Sang-U;Baek, Jin-Sol
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.627-631
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    • 2015
  • 유동 교란에 의하여 균일유동이 아닌 자유류가 항공기 날개 표면을 지나면 공력 계수들이 균일 자유류 유동과는 달라진다. 예를 들어, 항공기들의 편대 비행에서 앞의 항공기가 생성한 후류가 뒷 항공기에 영향을 주고, 두 개의 주익을 가지는 Tandem Wing 항공기의 경우 첫 번째 주익에서 발생된 후류가 두 번째 주익의 공력에 영향을 미친다. 본 연구는 NACA0012 익형의 앞쪽에 또 다른 익형을 배치하여 앞 쪽의 익형에서 발생한 후류가 뒤의 익형에 미치는 영향을 익형 사이의 거리에 따라 분석하였다. 앞쪽의 익형에서 발생한 압력계수와 뒤쪽에서 발생한 압력계수의 비교를 통해 후류의 효과가 어떤 영향을 끼치는지 확인 하였고, 두 익형 사이의 거리가 2c일 때 후류의 영향이 거의 없음을 확인 하였다.

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