• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.107-112
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• 1997

본 연구는 자유표면 인삭을 위한 실험 기법 개발에 관한 연구이다. 2차원 수중익에 의해 발생되는 자유표면파를 연구대상으로 삼았다. 실험은 회류수조에서 행하였다. NACA 0012 수중익을 여러가지 길이와 2가지양각에 대해서 실험한 결과 생기는 비선형 자유표면 파를 인식할 수 있도록 영상처리 기술을 도입하였다. 실헙결과 얻은 자유표면 형상을 다른 연구자의 결과와 비교하였다. 비교결과 영상처리의 기법이 자유표면을 인식하는데 대단히 유용한 도구임을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.85-98
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• 1998

본 논문의 수치해법은 경계치문제를 풀기 위하여 코시이론(Cauchy's theorem)을 사용하였다. 경계치문제는 완전한 물체표면조건과 자유표면조건을 만족시키는 초기치문제로 귀결된다. 현 수치해법에서 무한영역은 수치계산 영역인 비선형 영역과 선형 자유표면조건을 만족하는 선형영역으로 나누어진다. 선형영역의 해는 과도 그린(Green)함수를 사용하여 정합조건을 부과함으로써, 수치계산은 비선형 영역에서만 수행된다. 본 논문에서 저자는 수치계산 영역에서 코시이론을 사용하여 적분방정식을 도출하였고, 무한영역의 해는 정합면에서 과도 그린함수를 사용하여 표현하였다. 본 수치계산에서 자유표면에 요소 재분배법을 적용함으로써 쇄파현상에 대해서도 안정적인 수치해석을 할 수 있었다. 본 논문에서 개발된 수치방법을 적용한 문제는 다음과 같다. 첫째는 자유표면에서 실린더가 강제동요하는 경우에 자유표면형상과 힘을 계산하여 이전의 실험치 및 계산치와 비교하였다. 두번째로는 실린더가 자유수면하에서 일정한 속도로 항주하는 경우에는 조파저항과 양력을 계산하여 고차 스펙트럴법과 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.98-111
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• 1993

2차원 비정상 비선형 자유표면파를 해석하고 자유표면파에서의 점성효과를 관찰하였다. 유동장내의 Navier-Stokes 방정식과 연속방정식을 풀기 위해 유한해석법을 적용하였고, 자유표면의 처리를 위해 MAC 기법을 적용하였다. 그리고, 자유표면에서는 표면장력을 고려한 경계조건을 적용하였으며, 층류에 대한 점성효과만을 고려하였다. 계산모델은 천수역에서의 점성영향, 자유표면 근처에서의 보오텍스 쌍(vortex-pair)의 거동 및 전진하는 부유체 앞에서의 자유표면파문제 등이다. 천수역문제에서는 바닥과의 마찰에 기인한 자유표면파의 변화를 고찰하였으며, 특히 고립파에 대한 적용으로서 파고의 감소정도, 수직벽면에서의 파상승(wave run-up) 및 수심의 변화로 인한 유장변화 등을 살펴보았다. 보오텍스 문제에서는 보오텍스의 이동에 따른 자유표면주위의 유동변화를 관찰하였으며, 사각부유체 주위의 유동문제에서는 전진속도의 차이에 따른 자유표면파의 차이 및 물체주위의 유동특성을 관찰하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제13권3호통권33호
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• pp.114-122
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• 1999

준쇄파(쇄파발생정 리플형태의 불안정파)를 수치적으로 해석하고 예측하기 위하여 수중날개를 대상으로 점성유동장의 계산을 수행하였다. Navier-Stokes 방정식을 사용하여 자유수면을 계산하였고 정도향상을 위하여 Euler 형태의 자유표면조건에 고차의 유한차문법을 적용하였다. 이산화 과정에서 자유표면 격자에 3차 풍상미분항을 적용시켜 수치계산을 수행하였고, 계산결과를 사용하여 준쇄파의 생성조건을 규명하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.32-42
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• 1990

선체표면 및 자유표면에 Rankine Source를 분포하는 방법에 의하여 선체 주위의 유동의 수치계산을 수행하였다. 선체표면 및 자유표면은 사각형 Panel들로 표시되며 자유표면 조건은 이중모형 흐름에 의해 선형화 되어 C.W. Dawson의 유한차분법에 따라 교란없는 자유표면에 적용되었다. Wigley 선형 및 Series 60, $C_B=0.6$ 선형에 대한 Fixed Condition에서의 조파저항, 선측파고, 압력분포 및 Trim & Sinkage 등을 계산하였으며 계산된 결과는 국내외 수조에서의 계측치와 비교하였다. 또한, 선체표면과 자유표면의 Panel 분할조건 및 자유표면의 설정영역의 변화에 따른 계산치의 영향도 아울러 조사하였다.

• 접착 및 계면
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• 제4권4호
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• pp.1-6
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• 2003

대기압 플라즈마를 이용하여 폴리프로필렌 필름의 표면을 처리한 후 각각 극성 용매(water)와 비극성 용매(diiodomethane)를 사용한 접촉각 측정기로 필름 표면의 접촉각을 측정하였다. 측정된 접촉각을 이용해 표면 자유에너지 변화를 계산한 후 대기압 플라즈마 처리 전후의 폴리프로필렌 필름의 접촉각과 표면 자유에너지 상태를 비교, 분석하였다. 또한 대기압 플라즈마의 처리 조건을 바꿔가며 폴리프로필렌 필름 표면을 처리함으로써 접촉각과 표면 자유에너지가 각각의 처리 조건에 따라 어떠한 영향을 받는지 연구하였다. 대기압 플라즈마 처리 조건에 따라 접촉각 및 표면 자유에너지는 최적값을 보여주거나 일정한 값에 도달하는 경향을 보여 주었다.

• 대한화학회지
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• 제12권1호
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• pp.18-25
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• 1968

액체 분자는 고체, 천이상태 및 기체와 같은 자유도를 갖는다는 액체구조에 관한 천이상태이론을 적용하여 액체의 표면장력과 점도를 계산하여 측정 치와 좋은 일치를 얻었다. 표면장력을 계산함에 있어서 표면 각층의 밀도는 이웃 층 사이의 밀도를 주는 관계식으로부터 쉽게 얻었다. 그리고 액체가 점성 흐름을 할때 활성화된 분자는 흐르는 방향으로는 기체와 같은 자유도를 가지나, 이에 직교한 평면상에서는 천이상태 및 기체와 같은 자유도를 갖는다고 가정하였다.

• 폴리머
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• 제27권2호
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• pp.98-105
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• 2003

오존 처리된 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 필름의 표면 작용기와 표면 자유에너지에 대하여 고찰하였다. 오존 표면처리 조건을 각각 처리시간, 오존 생산량, 그리고 오존의 농도로 변화시켰으며, 오존 처리된 LDPE 필름 표면에 도입된 작용기는 FTIR-ATR과 XPS 분석을 통하여 알아보았다 LDPE 필름의 표면 자유에너지는 접촉각 측정을 통하여 고찰하였다. 실험결과, 오존으로 표면처리된 LDPE 픽름은 표면에 형성된 산소 함유 작용기로 인하여 물 접촉각이 15$^{\circ}$ 정도 감소하였고, 그 결과 표면 자유에너지의 증가및 $O_{IS}$ / $C_{IS}$ 의 증가를 확인할 수 있었다. 또한, 표면 자유에너지와 산소 함유 작용기는 오존 표면처리 시간과 오존의 농도에 비례하는 관계를 보인 반면, 오존의 총 발생량의 변화는 표면 자유에너지 및 $O_{IS}$ / $C_{IS}$ 의 증가와는 무관하였다. Kubelka-Munk 식을 이용한 염색성 측정 결과로부터, 오존 표면처리는 LDPE 필름 표면에 산소 작용기를 형성시키는데 중요한 역할을 하는 것을 확인할 수 있었으며, 최종 염기성 염료에의 염색성을 향상시켰다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.70-76
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• 1997

수치격자의 크기제한에 의한 자유표면 유동해석 문제를 효율적으로 다루기 위하여 자유표면의 모든 격자를 x 방향으로 4,8,12개로 등분할 하고, y 방향으로는 4개로 잘라서 계산하였다. 이중격자 또는 삼중격자로 Navier-Stokes 방정식의 각항에 크기가 다른 격자를 사용해 효율을 향상시키는 계산방법의 연장으로, 본 논문에서는 자유표면 방정식에 보다 세분화된 격자를 적용해, Marker Particle 이동 및 자유수면 형성에 효율향상을 줄수 있는 수치방법을 도입하였다. 계산결과에 의하면 초기사용 격자가 coarse한 경우가 본방법의 효과가 커짐을 알 수 있고 대상물로는 층류유동에서 Wigley모형과 낭류유동의 S103 모형이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.45-56
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• 1994

2차원 수중익 주위의 비선형 자유표면 유동을 시간영역에서 시뮬레이션할 수 있는 수치해법이 개발되었다. 본 수치해법은 고차 스펙트럴법과 경계요소법을 조합한 스펙트럴/경계요소법(spectral/boundary-element method)이며, 자유표면은 고차 스펙트럴법에 의해 그리고 수중익과 후류 보오텍스는 경계요소법에 의해 다루어 진다. 본 방법은 자유표면과 수중익의 비선형/비정상 상호작용문제에 폭넓게 적용될 수 있으며, 특히 스펙트럴법을 사용하므로 자유표면 유동을 매우 효율적으로 다룰 수 있다. 적용예로 정지상태에서 출발하여 자유표면 근처에서 균속 전진운동 또는 전진 및 동요운동을 하는 경우가 다루어 졌고, 자유표면파와 동유체력에서의 비선형/비정상 효과들이 보여지고 있다. 비정상해의 특수한 경우로 얻어지는 정상상태의 계산결과들이 다른 이론 또는 실험결과들과 비교되었으며, 좋은 일치를 보이고 있다.