• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.95-106
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• 1999

A numerical model is represented to calculate the wave fields such as the reflected waves, the transmitted waves and the depth-averaged velocities over submerged breakwaters for the normally incident wave trains of nonlinear mono-chromatic wave and solitary wave. The finite amplitude shallow water equations with the effects of bottom friction are solved numerically in time domain using an explicit dissipative Lax-Wendroff finite difference method. The numerical model is verified by comparisons with the other numerical results and the measured data. It is found that the submerged breakwater may be more useful for protecting the energies of monochromatic waves rather than solitary waves. Finally, the armor stability on submerged breakwater is indirectly analyzed using the hydrodynamic characteristics of flow fields.

• Journal of Korean Society of Transportation
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• v.20 no.5
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• pp.99-111
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• 2002

전산기술의 발달에 힘입어 근래에 모의실험을 이용한 연속교통류의 미시적 분석이 활발히 수행되고 있고 다양한 모의실험 전산모형이 소개되고 있다. 미시적 연속교통류 전산모의실험은 차량추종모형과 차로변경모형을 적용하여 다양한 운전자들의 차량운행행태를 모사하여 분석하는 실험이다. 전산모형은 난수를 토대로 차량의 자유속도와 초기 발생 차로를 배정하기 때문에 낮은 자유속도를 할당받은 차량이 높은 속도의 차로(예:1차로)로 발생되는 경우가 발생한다. 많은 모의실험모형이 사용하고 있는 차로변경의 가정이 "운전자는 자신이 원하는 속도(자유속도)를 유지한다"는 것이며 그러한 가정만의 적용으로 인해 현실적이지 않은 차로 이용률이 결과되고, 따라서 전산모형을 통한 교통류 흐름분석에 문제를 제공하고 있다. 본 논문에서는 미국 도로국에서 20여년 동안 개발되고 수정되어왔으며 현재 실용적으로 가장 많이 사용되고 있는 Freeway Simulation(FRESIM) 전산모형이 내재한 차로변경모형을 토대로 고속도로 기본구간에서의 선택적 차로변경모형을 제시한다. 제시된 모형에서는 (1)저속의 선행차량이 고속의 후행차량에게 차로를 양보하는 가정이 새롭게 추가되고 (2)FRESIM모형에서 사용하는 상수값을 국내 현장조사를 통하여 도출된 분포식을 통한 값으로 대체하였다. 수집된 자료분석결과 연속 교통류에서의 15% 차두시간은 1.34초이며 차로변경시간은 평균 2.22초인 F분포를 따르고, 자유속도는 정규분포를 따르는 것으로 결과되었다. 모의실험결과 무작위난수를 토대로 배정된 차로로 생성된 차량들이 새롭게 제시된 차로변경모형의 적용으로 현장 차로이용률을 95% 신뢰수준에서 모사하는 것으로 분석되었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.6
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• pp.463-467
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• 2016

In this paper, acceleration and pressure exerted on a human model were measured under a supersonic condition in a shock tunnel. In order to measure these in an interference-free environment, free-fall technique with an electromagnet and a three-dimensional iron-powdered human model was used. Free-fall experiment was conducted at Mach 4 and the force acting on the model was obtained by calculating the displacement from the flow visualization images.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.34 no.1
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• pp.41-49
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• 1997

Computational results from Navier-Stokes equations are presented for the Stokes-wave/flat-plate boundary-layer and wake for small wave steepness(Ak=0.01), including exact and approximate treatments of the viscous free-surface boundary conditions. The macro-scale flow indicate that the variations of the external-flow pressure gradients cause acceleration or deceleration of the streamwise velocity component and alternating direction of the cross flow. Remarkably, the wake displays a greater response, i.e., a bias with regard to favorable as compared to adverse pressure gradients. The micro-scale flow indicates that the free-surface boundary conditions have a profound influence over the boundary layer and near/intermediate wake. Order-of-magnitude estimates are conformed to the computational results. And appreciable errors are introduced through approximations to the free-surface boundary conditions.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.100-102
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• 2023

항로추종성능은 자율운항선박(MASS)의 중요한 자율제어기능 중 하나이다. 이는 선박의 안전성을 보장하기 위해 중요하며, 자율운항선박의 설계 단계에서 사전 평가가 필수적이다. 본 연구는 자율운항선박의 항로추종성능 평가를 위한 전산유체역학(CFD) 모델과 LOS 알고리즘 연계 방안을 제안한다. 먼저, 자율운항선박의 정수 중 거리 이탈 편차를 이용한 항로 추종 성능 평가 모델 개발에 관하여 기술했다. 먼저, 항로 추종을 수행하는 선박 주변의 난류 흐름은 비압축성 뉴턴 유체의 가정하에 비정상 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 법을 이용하여 수치적으로 계산되었다. 중첩격자계법을 CFD 모델에 적용함으로써 거리 이탈 편차를 이용하는 LOS(Line-of-Sight) 가이던스 알고리즘에 의한 타의 회전 및 이에 따른 선체의 6 자유도 움직임을 CFD 환경에서 구현하였다. 개발된 자유 항주 선박 CFD 모델을 이용하여 항로 추종 시뮬레이션 평가 결과, 설정된 항로에서 선박의 정수 중 항로 추종 제어는 파도, 조류, 및 바람과 같은 외부 교란의 부재로 LOS 알고리즘에 의한 우현/좌현 측 변침뿐만 아니라 직진 경로의 추종도 성공적으로 수행됨을 확인하였다. 선체, 프로펠러, 타의 복잡한 상호작용을 정도 높게 해석할 수 있는 자유 항주 선박 CFD 모델과 LOS 알고리즘의 결합은 자율운항선박의 항로 추종 성능 평가를 정량적으로 평가하는 데 기여할 것으로 기대된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.40 no.2
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• pp.145-156
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• 2020

The climate change occurring all over the world increases the risk, specially in urban area, Accordingly, rainwater pumping station expansion is required than before. In order to increase the efficiency of the rainwater pumping station, the analysis of flow characteristics in the pump sump is needed for vortex control. Many efforts have been made to illuminate the vortex behavior using PIV, but any reliable results have not been obtained yet, because of the limitations in image capturing and dependency of measured velocity values on the interrogation area and time interval used for velocity calculation. In this study, therefore, experiments were carried out to find out the limitation of PIV and estimate the validation of the velocity values associated with the analysis parameters such as interrogation area, time interval, grid size. For the experimental condition used in this study, the limitation of PIV and the effects of parameters on the velocity estimation are presented.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.4
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• pp.32-42
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• 1990

The method using Rankine Soure distribution over the hull surface and undisturbed free surface was applied to calculate the free surface flow around a ship. The ship hull as well as a local portion of the undisturbed free surface arc geometrically represented by quadrilateral panels and the source density is determined so as to satisfy the linearized free surface condition based on the double model flow. The pressure distribution, wave resistance, wave profile and hydrodynamic sinkage force and trim moment for the Wigley hull and the Series 60 hull with $C_B=0.60$ were calculated in the fixed condition. The calculated results were compared with the measured values. The dependance of the solution on the panel arrangement, particularly on the free suraface, was also studied through 11 numerical test cases for the Wigley hull.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.360-360
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• 2016

도시 배수 시스템에서 유입유량이 관거의 만관 상태를 초과하거나 하류 흐름 때문에 발생하는 역류의 영향을 받는다면, 관거 시설은 과부하(surcharge) 상태인 압력흐름이 된다. 중력흐름 상태에서 맨홀의 수두 손실은 일반적으로 무시되지만, 과부하 맨홀에서의 수두 손실은 중요하며, 우수 관거 시스템의 전체 손실에 상당한 부분을 차지하게 된다. 이러한 현상은 여러 개의 맨홀을 가지는 도시 배수 시스템에서 특히 중요한 사항이 된다. 따라서 관거 시설 내 맨홀에서의 수리적 에너지 손실에 대한 연구와 보다 구체적인 설치 기준의 제시가 요구되고 있는 실정이다. 특히 배수관거 시스템의 하류부에 설치되는 4방향 합류맨홀은 맨홀으로 유입되는 주 유입관과 측면 유입관의 유입흐름의 영향으로 맨홀 내의 유수교란에 의한 흐름특성이 복잡하므로 이에 따른 흐름특성의 변화를 분석하고 에너지 손실을 연구할 필요가 있다. 그러므로 우수 관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 과부하 4방향 합류 맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적, 시간적 한계를 극복하고 과부하 4방향 합류맨홀에서의 복잡한 흐름특성을 분석하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 FLUENT 6.3 모형을 선택하였다. 합류맨홀 및 접합 관거의 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 맨홀과 연결관의 합류부분에서는 사면체 격자로 구성하고 합류부분을 제외한 구간에서는 6면체 격자로 구성하였으며, 각 격자의 면은 가능한 사각형 또는 삼각형의 형태를 취하도록 하였다. 합류맨홀 모형의 벽면에는 No-Slip 경계조건을 부여하였으며, 유입부에는 속도 조건, 유출부와 맨홀의 자유수면 부분의 경계에서는 대기압 조건을 부여하였다. 수리모형 실험 결과와 비교하기 위하여 유입 관거의 유속 조건을 수리 모형실험의 조건과 동일하게 채택하여 수치모의를 수행하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 4방향 합류맨홀에서의 손실계수 값과 수리모형 실험에 의하여 산정된 손실계수 값이 유사하므로 우수 관거 시스템의 4방향 합류맨홀에서의 흐름 변화 및 손실계수 예측하는 데에 있어서 FLUENT 6.3 모형은 사용 가능하리라 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.30 no.5
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• pp.467-475
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• 1997

In this study, breakwater model which has several outlet pipes to discharge heated water is settled in the experimental open channel and velocity distribution of wall jet is measured. Numerical simulation of velocity structure of wall jet using 3-dimensional computer model. Fluent model, is also carried out. The calculated results are verified with the experimental results and the flow characteristics of wall jet are investigated. The length of zone of flow establishment of wall jet is shorter than that of free jet, and the diminution rate of jet centerline longitudinal velocity is larger than that of free jet. Characteristics of buoyant jet and non-buoyant simple jet simulated by Fluent model are compared. Near the outlet pipe, in the region where x/lQ is over 15, this is reversed. Comparison of vertical distribution of longitudinal velocity shows that positive velocity of non-buoyant jet is bigger than that of buoyant jet in the bottom layer and in the upper layer, negative velocity of non-buoyant jet is bigger too. Flow separation in free surface of the buoyant jet occurs in smaller distances from the outlet than the non-buoyant jet. Buoyant jet expands faster than the non-buoyant jet in vertical direction.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.7 no.3
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• pp.218-226
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• 2020

This study investigated that the numerical experiment for analysis on free overtopping flow by a weir of levee type, as the first stage of the development of a numerical technique for prediction methodology based on a numerical model. Using 2-dimensional flow models, Nays2DH, we conducted numerical simulations based on existing experimental data to compare and verify the models. We firstly discussed the numerical reproducibility for the discontinued flow by weir shape, and calibrated the computational flow through preprocessing of channel bed. Further, we carried out and compared the simulations for prediction on the overtopping flow by the number of weir gates. As a result of simulations, we found that the maximum flow velocity of downstream of weir increases when the number of weir gates increases under the same cross sectional area of flow. Through such results, this study could present basic data for hydraulic research to consider the water flow and sediment transport depending on weir operation in the future work.