• Title/Summary/Keyword: 조파

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3차원 비선형 조파문제 해석을 위한 수치해법 연구 (A Study of Numerical Method for Analysis of the 3-Dimensional Nonlinear Wave-Making Problems)

  • 하영록;안남현
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.40-46
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    • 2012
  • 본 연구에서는 자유표면 유동문제를 효율적으로 계산하기 위한 방법으로서, 수치 파수조를 구현하여 잠수체에 의한 조파현상을 시간영역에서 다룰 수 있는 수치해법에 대하여 소개하였다. 그리고 이를 이용하여 수행된 연구내용들을 검토하고 양력물체의 경우를 포함하기 위하여 개선된 수학적 정식화 및 수치해법의 개요를 다루었다. 임의의 운동을 하는 양력물체에 의한 조파현상을 전산기로 구현하는 수치 파수조는 과중한 계산시간이 문제가 되는데, 이는 수치 Kutta 조건의 구현과 양력표면 후방의 wake 영역을 계산에서 고려해야 하기 때문이다. 따라서 한층 더 수치계산의 효율성이 중요하다고 판단되므로, 본 연구에서 소개된 3차원 고차 스펙트럴/경계요소법(High-Order Spectral/Boundary Element Method)은 자유표면 요소수를 N이라 할 때 그 계산량이 NlogN에 비례(N이 클 때는 거의 선형적으로 비례)하여 증가하므로 기존의 방법들 보다 매우 효율적인 수치해법이라 할 수 있다. 향후, 본 연구의 타당성 검증을 위한 수치코드의 개선과 여러 가지 수치계산결과 비교 등의 노력이 더 필요하다고 생각된다.

쌍동선형 레저선박의 몰수부 간격에 따른 2차원 유동해석 (2 Dimensional Flow Analysis according to the Submerged Body of Catamaran Leisure Ship)

  • 이창우;오우준;이동섭;손창배;이경우
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.241-242
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    • 2009
  • 다동체 선체의 선형설계에서 선체 사이의 거리는 매우 중요한 설계 요소이다. 다동형 선박은 단동형 선박에 비하여 선체 주위의 비대칭적인 유동 변화, 두 선체 사이의 파형 간섭 등 복잡한 현상들로 인하여 그 체적 설계가 다소 어려운 것이 사실이다. 마찰저항에 비하여 조파저항의 영향이 큰 고속영역에서는 선형개발로 인한 조파저항 및 전체저항 감소할 수 있기 때문에 고속선에 이용되고 있다. 본 연구에서는 다동 몰수체 특히 두 선체 사이 간격에 따른 유동분석과 가시화 하여 유동장내 속도변화를 추적, 유동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다.

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OWC형 파력발전 공기실의 파랑집중장치의 효과에 대한 수치적인 연구 (Effects of Wave Focusing Device on Performance of OWC Chamber)

  • 류진;현범수;홍기용;김길원
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.12-17
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    • 2010
  • OWC 파력발전장치는 에너지 변환장치로 널리 사용되고 있고 공기실의 작동성능을 향상시키기 위하여 파랑집중장치를 고안 하였다. 본 논문에서 사용된 수치조파수조는 two-phase VOF모델을 기반으로 하여 구현되었고 재생된 규칙 입사파는 공기실까지 전달되어 내부의 왕복 유동장을 형성하게 하였다. 수치조파수조는 연속방정식, Reynolds-averaged Navier-Stokes방정식, two-phase VOF 법으로 구성 되였고 standard k- 난류모델, 유한체적법, NITA-PISO 알고리즘 그리고 dynamic mesh기능을 채택하였다. OWC 공기실 파랑집중장치의 성능에 대하여 수치적으로 고찰하였다.

세장선 이론에 의한 조파저항의 수치 해석 (Numerical Analysis on the Wave Resistance by the Theory of Slender Ships)

  • 김인철
    • 수산해양기술연구
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    • 제23권3호
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    • pp.1-1
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    • 1987
  • 이상으로부터 다음의 결론을 얻는다. 조파저항 이론의 전개에서 Michell 적분보다 더욱 정밀한 Neumann-Kelvin 문제가 복잡한 kernel 함수 때문에 많은 시간과 노력이 필요하지만, 원점 부근에서 Kelvin 소오스의 점근거동을 조사하여 세장체 근사를 행함으로 N-K 문제의 kernel 함수에 대한 근사와 동등하게 처리될 수 있었다. 조파저항의 계산 결과가 Michell 적분과 비슷한 경향을 보이나, 실험치와의 정확한 비교를 할 수 없었다. 그러나 세장선 이론을 적용함으로써 훨씬 복잡하고 지루한 작업을 들 수 있었다. 전진 속도를 갖는 경우에는 수정된 Green정리를 이용하면 될 것으로 기대된다.

보리 파종기에 따른 유효분벽의 양상과 수량 (Effective Tillering Pattern and Grain Yield on Different Seeding Dates in Barley)

  • 신만균
    • 한국작물학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.460-472
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    • 1995
  • 보리의 안전생산기술 체계개선을 위하여 파종기의 조만에 따른 분엽별 생태적인 변화, 유효경 비율, 분엽경별 수량 구성요소와 기여도에 관하여 검토한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 간장은 파종기 간에 큰 차이가 없었으나 분엽차위별 차이는 있었고 주관엽수는 조파구 13.2, 적파구 12.5, 만파구 11. 1매로 조파나 적파구는 만파구보다 1.4~2.1매가 많았다. 2. 유효경발생율은 주간을 제외하고는 조파구 > 적파구 > 만파구의 순으로 파종기가 빠를수록 2, 3차분엽에서 높았다. 유효경 발생율이 100%인 엽자로는 1차분엽중 조파구 1, 2, 적파구와 만파구는 1이었으며 어느 분엽절위에서나 동일모경의 동차위분엽은 자엽소 및 전엽분벽보다 다음 절에서 발생한 분벽, 동지분벽중에는 11, 동신분벽중에는 주간엽위의 하위절분벽이 강대경으로 유효경율이 높았다. 3. 주당 유효경수는 조파구 > 적파구 > 만파구의 순위이나 유효수수는 조파보다 적파구가 많았다. 4. 1수위수는 분벽의 발생시기가 빠른 주간 기부의 저위, 저차위분벽에서 많았고 입수도 유효경발생율과 같이 자엽소나 전엽분벽보다 상위1절의 분벽, 동지분벽중 11, 동신분벽중 주간절위가 저위의 저차위분벽이 강세를 보였다. 5. 포괄적인 유효수의 간입중은 파종기가 빠를수록 무거웠으나 동신엽, 동신분벽간의 간입중 차이는 일양성이 없었다. 6. 1종 자실중도 자엽소 및 전엽분벽보다 다음 상위1절의 분벽경에서 무거웠고 동지분벽중에는 11이 최대이었으며 동신분벽중에는 주간절위에서 저위, 저차분벽이 고위, 고차분벽보다 우세하였다. 7. 분벽의 수량기여도 상위10위까지의 벽자에 있어 전체평균기여도는 1, 2, 0, 11, 3, C, 21, C1, 12, 1P의 순이었으나 파종기의 이동에 따라 다소의 순위의 차가 있었다. 분벽경의 자실중은 $\ulcorner$전생우세$\lrcorner$의 대원칙하에서 다소의 차이를 보였으나 자엽소 및 전엽분벽보다 다음 상위1절의 분벽 즉 $\ulcorner$후생우세$\lrcorner$의 현상을 보여 이른바 가령현상을 나타냈다.

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벼 건답휴립직파재배에서 파종양식과 파종량에 따른 생육과 수량 (Performance of Direct Seeded Rice in Ridged Dry Soil at Different Seeding Methods and Seeding Rates)

  • 이석순;백준호;김태주
    • 한국작물학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.514-520
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    • 1992
  • 건답휴립직파재배에서 파종양식(산파, 조파, 적파)과 파종량(4, 6, 8kg / 10a)에 따른 벼의 생육과 수량성에 미치는 영향을 알기 위하여 직파재배용으로 육성중인 밀양 9005를 1991년 5월 12일에 파종하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 최고분얼수는 산파와 조파에서 적파보다 많았다. 파종량간에는 산파와 조파에서는 파종량 6kg일 때 최고분얼수가 가장 많았으며, 적파에서는 파종량이 증가할수록 최고분얼수도 증가하였다. 2. 파종양식간에 입묘수, 간장, 수장, 유효경화율은 차이가 없었으나, 출수기는 적파와 조파보다 1일 지연되었다. 출수기의 엽면적지수와 건물중은 산파에서 다를 파종양식보다 높았으며, 투광율은 조파와 적파에서 산파보다 더 높았다. 파종량간에는 파종량이 증가할수록 입묘수는 증가했지만, 출수기, 출수기의 엽면적지수와 건물중, 간장, 유효경비율은 파종량간에 차이가 없었다. 3. 파종양식간에 지상부길이, bending moment 및 생체중은 차이가 없었고 좌석중은 산파>조파>적파 순으로 낮았다. 도복지수는 파종량간에 차이가 없었고, 도복도 발생하지 않았다. cellulose, hemicellulose, lignin 등 간기의 세포벽구성물질은 파종양식과 파종량간에 교호작용이 있었다. 4. 단위면적 수수와 영화수, 천립중, 수량과 수확지수는 파종양식간에 차이가 없었다. 수당 영화수는 적파에서 산파와 적파보다 다소 높았다. 파종량간에는 수수, 수당 및 단위면적당 영화수, 등숙율, 수확지수 등은 차이가 없었으나 수량은 6kg/10a 파종량에서 4 및 8kg /10a 파종량에서 보다 높았다.

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돌나물의 가을 노지삽목에서 삽수부위 및 삽식방법에 따른 생육특성 (Growth Characteristics as Influenced by Cutting Site and Planting Method in Autumn Field Cutting of Sedum sarmentosum)

  • 안정호;권지웅;배종향;이승엽
    • 생물환경조절학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.60-65
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    • 2008
  • 돌나물의 노지 가을삽식을 위하여, 줄기의 삽수 부위(상부, 중부, 하부) 및 삽식 방법(점파, 조파 산파)에 따른 월동전후 생육특성을 조사하였다. 삽수부위에 따른 삽목후 40일째의 월동전 생육은 상부 삽수에서 초장, 근장, 줄기수, 지경수, 지상부 생체중 및 건물중 등에서 유의하게 높았으며, 월동후 개화전(May 10th) 생육은 개체당 줄기수, $m^2$당 지상부 생체중 및 건물중에서 하부 삽수보다 유의한 증가를 보였다. 삽식 방법에 따른 삽목후 40일째의 월동전 생육은 점파($10{\times}10cm$)가 조파나 산파보다 양호하였고, $m^2$당 지상부 생체중 및 건물중도 점파>산파>조파 순으로 높았다. 월동후 생육(May 10th)은 개체당 줄기수, $m^2$당 생체중 및 건물중에서 점파가 조파보다 유의하게 증가하였다. 돌나물의 가을 노지 삽식은 줄기 상부의 삽수를 이용하는 것이 월동 전후 생육 및 수량성에 유리하였으며, 삽식방법은 점파에서의 수량성이 가장 양호하였으나, 생력화를 위해서는 월동후 생체중에서 점파와 유의한 차이를 보이지 않은 혼파방법이 바람직할 것으로 기대되었다.

Leading Depression N (LDN) Wave 조파기법에 기초한 Hybrid Breaker의 지진해일 처오름 저감효과 수치해석 (Numerical Analysis of the Depression Effect of Hybrid Breaker on the Run Up Height due to Tsunami based on the Modified Leading Depression N (LDN) Wave Generation Technique)

  • 조용준;나동규
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.38-49
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    • 2015
  • 지진해일에 대한 기존의 연구는 이차원 Boussinesq 모형과 Solitary wave에 기초한 수치해석이 그 주류를 이룬다. 최근 Solitary wave에 의한 처오름 높이가 관측치를 하회한다는 인식에 기초하여 지진해일 내습전 해안선이 전진하는 현상의 모의가 가능한 Leading Depression N (LDN) Wave가 제시되었으며 이에 기초하는 경우 보다 정확한 모의가 가능한 것으로 보고된 바 있다. 이러한 성과에도 불구하고 수리모형 실험의 경우 안정적인 Leading Depression N (LDN) Wave의 구현에 상당한 어려움을 겪어왔다. 이러한 이차원 Boussinesq 모형과 삼차원 수리모형 실험에서의 상충된 결과는 이차원 Boussinesq 계열 파랑 모형 유도과정에서 수행되는 파랑의 비선형성과 분산성이 균형을 이룬다는 가정과 이로 인해 다소 과소하게 평가된 분산성에 기인하는 것으로 판단된다. 이러한 인식에 기초하여 본고에서는 삼차원 수치수조에서 비교적 안정적인 LDN 파형의 조파가 가능한 수정 조파기법과 Navier Stoke 파랑모형에 기초하여 Hybrid Breaker의 지진해일에 의한 처오름 저감효과를 수치 해석하였다. 파랑모형의 검증은 불규칙 파랑을 대상으로 기 수행된 수리모형 실험결과를 토대로 진행되었으며, 그 결과 비교적 근접한 처오름 높이를 얻을 수 있었다. 세 개의 유수실과 전면 경사면으로 구성된 Hybrid Breaker의 경우 일반 경사제에 비해 H = 5m의 경우 약 13%, H = 6 m의 경우 10%정도의 처오름 저감 효과를 지니는 것으로 모의되었다.

사파중 진동수주형 파력발전장치의 성능평가 (Performance of Oscillating Water Column type Wave Energy Converter in Oblique Waves)

  • 김길원;현범수;홍기용;류진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.182-188
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    • 2014
  • 진동수주형 파력발전시스템의 성능은 OWC챔버의 형상 뿐만 아니라 입사파의 각도와 터빈의 효과로 인한 압력강하등과 같은 작동환경의 영향도 받는다. 기존의 대부분 연구들은 파랑에너지 흡수효율에 초점을 맞췄기 때문에 입사파 방향이 OWC챔버 입구면과 직각을 이룬다는 가정 하에 수행되었다. 하지만 실해역에서는 입사파가 해양환경에 따라 사파의 형태로 입사하게 될 것이고, 고정식 구조물인 경우에는 그 영향이 더욱 지배적이다. 본 논문은 실험 및 수치해석적인 방법으로 사파중 OWC챔버의 성능에 대하여 고찰하였다. 실험은 3차원 조파수조를 이용하여 다양한 입사파 각도조건에서 수행하였다. 터빈의 영향을 고려하기 위하여 오리피스를 적용하여 챔버내 진동수주의 수위 변동을 계측하였다. VOF모델을 기반으로 한 수치조파수조를 구축하여 실험과 동일한 조건으로 계산을 수행하여 실험결과와 비교분석하여 공기실과 그 인근의 유동변화를 고찰하였다.

판요소법을 이용한 선수형상 설계에 관한 연구[1] (A Study on the Design of Ship′s Bow Form using Surface Panel Method)

  • 유재훈;김효철
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.35-47
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    • 1996
  • 포텐셜을 기저로 하는 판요소법을 사용하여 자유 표면이 존재하는 유동장에서 일정 속도로 전진하는 3차원 물체의 형상을 설계하였다. 설계 방법으로는 원하는 압력 분포를 경계 조건으로 부여하고 이를 만족하는 물체 형상을 찾아내는 역해석법(inverse method)을 사용하였다. 즉, 주어진 압력으로부터 물체 표면에 분포된 법선 다이폴의 세기인 포텐셜 값을 결정하게 되며, 이는 물체 표면에 대한 Dirichlet형태의 경계 조건으로서 Green의 정리로부터 유도된 적분 방정식을 해석하게 된다. 전체 속도 포텐셜은 기본 유동인 선속에 대한 성분과 선제에 의하여 교란되는 성분으로 구성되어진다고 가정하였으며, 교란 포텐셜을 사용하여 선형화된 자유 표면 경계 조건을 적용하였다. 적분 방정식에 대한 수치 해석을 위해 물체 표면에 법선 다이폴과 Rankine 쏘오스를 분포하였으며, 자유 표면에는 Rankine 쏘오스를 분포하고 4점 유한 차분법을 사용하여 자유 표면 경계 조건이 만족되도록 하였다. 해로서 얻어지는 각 판요소에서의 Rankine 쏘오스의 세기는 가상의 유동 출입량으로서 형상 수정항으로 사용되었다. 몰수 회전 타원체의 형상 설계에 대하여 본 설계법을 적용한 결과 무한 수심에서나 조파 상태에서 $4{\sim}6$회의 반복 계산으로 충분히 수렴된 해를 얻을 수 있었다. 또한 자유 표면을 가르고 전진하는 Wigley 수학적 선형에 대한 형상 설계를 수행하여 만족스러운 결과를 얻어내었으며, 얻어진 수치해는 매우 안정적이고 빠른 수렴성을 보였다. 선형의 우열 비교를 통해 조파 저항을 감소시킬 수 있는 압력 분포의 형태를 파악하였으며, 이를 바탕으로 조파 저항의 관점에서의 5500TEU급 콘테이너 운반선의 설계를 수행하였다. 설계되어진 새로운 선형은 조파 저항의 관점에서 기존의 선형보다 계산과 실험에서 모두 우수하게 개량된 것으로 나타났다.

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