• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.327-336
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• 2014

물에 잠긴 얇은 벽은 잠제 사각형 블록의 극단적인 경우라고 할 수 있으며, 하천이나 해안지역에서 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 잠제구조물의 얇은 벽 주위 흐름과 압력을 계산하기 위하여 동수압이 포함된 ${\sigma}$-격자체계의 3차원 수치모델을 수행하였고, 그 주변의 유속 흐름을 파악하였다. ${\sigma}$-격자체계는 완경사 하상에 유동 시뮬레이션을 적용할 수 있는 강력한 장점을 가지고 있다. 반면에 ${\sigma}$-격자체계는 하상에 날카로운 구조물등에 대한 해석에는 한계를 갖고 있다. 동압력 계산은 직교격자 시스템에서만 유효하다. CST3D시스템 내에 SOLA 기법을 ${\sigma}$-격자체계에 맞게 수정하여 채택하였다. 모델은 2차원 수조에서의 1차원 전자자기식유속계를 통한 관측자료를 통하여 검증하였고, 정수압 가정의 ${\sigma}$-격자체계 수치모형과의 비교를 통하여 정량적인 비교 검토를 수행하였다. 전체적으로 계산된 수평유속과 측정된 수평유속이 유사한 것으로 나타났다. 수리모형실험을 통한 관측자료의 결과를 수치모형이 10% 이내로 정확하게 모의하였고, 관측자료와 대조하였을시 와도의 분포를 유사하게 재현하였다. 수정 SOLA 방식을 채택하여 동수압이 고려되었고, ${\sigma}$-격자체계에 적용한 본 연구는 실제 관측자료를 잘 재현하였으며, 하구, 하천등의 구조물 주변에서의 유속분포를 검증할 시 매우 유용한 것으로 판단된다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2006년도 하계종합학술발표회 논문 초록집
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• pp.505-505
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• 2006

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.189-196
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• 1990

본 연구에서는 THOMPSON의 방법과는 달리 경계에서 부여된 metric scale fac- tor에 의해서 동적으로 제어되는 제어함수법과 경계에서 Neumann조건을 적용하여, 제 어함수와 비직교성의 문제를 해결하는 새로운 방법을 소개하고, 3차원 단연결영역(si- mply-conneted region)의 실제적이고 관심있는 영역, 즉, 축대칭 물체(axisymmetric body), 익형 물체(wing body), 확대 곡관(diffusing curved duct), 90도 곡관(90 deg. elbow turn)에 대하여 격자생성을 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.402-407
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• 2006

본 연구는 곡선좌표계에서 유한차분기법(finite difference method)을 이용하여 2차원 흐름이 모의가능한 수치모형을 개발하는 것이다. 기존의 연구는 대부분 직교좌표계(cartesian coordinate system)에서의 격자망을 대상으로 개발되고 적용되었기 때문에 불규칙한 흐름의 경계 및 형상을 올바로 표현하기 어려웠다. 유한요소법이나 유한체적법같은 수치모의기법들이 개발되어 비구조격자체계를 구성하고 자연현상에 가까운 경계 표현할 수 있도록 개발되었다. 하지만 위의 기법들은 질량과 운동량과 같은 물리량을 보존하기 위해서 매우 조밀한 격자체계를 가져야만 한다. 이에 본 연구에서는 기존의 문제점들을 해결하기 위하여 곡선좌표계(curvilinear coordinate system)를 이용하여 지배방정식을 표현하고 2차원 흐름을 모의할 수 있는 모형을 구축한다. 수치모형은 leap-frog기법과 1차 정확도의 풍상차분기법(upwind scheme)을 사용하여 구성하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 사각수조 및 만곡수로흐름에 적용하여 모의결과를 해석해 및 실험관측값과 비교하였다. 이로부터 본 수치모형이 해석해 및 실측치와 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1500-1504
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• 2010

본 연구에서는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하여 이원 담수화호의 염분분포를 모의하였다. SMS(Surface Water Modeling System) 모형을 이용하여 담수호에 대한 격자망을 구성하였다. 격자체계는 직교좌표계를 사용하였으며, 전체 2,620개의 유효계산격자를 구성하여 모형에 적용하였다. 수위 및 유량에 대한 경계조건은 기상자료와 배수갑문 운용자료를 통해 구축하였으며, 초기조건은 수위 실측자료를 이용하였다. 담수호의 염분모의를 위한 모형의 경계 조건은 호내에 위치한 5개소의 실측자료를 이용하였으며, 유역에서의 유입수염분농도는 0.2 ppt, 방조제 외측으로부터의 유입수 염분농도는 해수조건(30 ppt)을 적용하였다. 염분분포 모의를 위해 2006년부터 2008년까지 3년동안의 염분농도 실측자료를 이용하여 보정과 검정을 실시한 결과, 대상 지역에 대해 EFDC 모형의 적용성이 있는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.58-65
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• 1994

계산격자크기의 변화에 따른 해의 특성을 이해하는 것은 중요하며, 특히 벽함수를 사용하지 않는 난류모형을 사용할 때 더욱 그러하다. 본 논문에서는 배주위의 3차원 난류유동장에 대한 수치해의 격자의존성에 대한 수치계산적인 조사를 수행한다. 본 연구에서는 수정된 sub-grid-scale 난류모형과 함께 유한체적법을 사용하며 복잡한 배의 기하학적 형상에 적합한 비직교의 곡선좌표계를 수치적으로 만들어 사용한다. 그리고 수학선형인 Wigley 선형과 Series 60($C_B=0.8$) 선형에 대하여 수치계산적인 연구를 수행하고, 수치해의 격자의존성을 보이기 위하여 여러가지 격자크기에 대한 계산결과들을 서로 비교하였으며 실험결과와도 비교해 보인다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.461-468
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• 2012

In this study, a Cartesian-grid method based on finite volume approach is applied to simulate the ship motions in large amplitude waves. Fractional step method is applied for pressure-velocity coupling and TVD limiter is used to interpolate the cell face value for the discretization of convective term. Water, air, and solid phases are identified by using the concept of volume-fraction function for each phase. In order to capture the interface between air and water, the tangent of hyperbola for interface capturing (THINC) scheme is used with weighed line interface calculation (WLIC) method which considers multidimensional information. The volume fraction of solid body embedded in the Cartesian grid system is calculated using a level-set based algorithm, and the body boundary condition is imposed by a volume weighted formula. Numerical simulations for the two-dimensional barge type model and Wigley hull in linear waves have been carried out to validate the newly developed code. To demonstrate the applicability for highly nonlinear wave-body interactions such as green water on the deck, numerical analysis on the large-amplitude motion of S175 containership is conducted and all computational results are compared with experimental data.

• 대한공간정보학회지
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• 제20권1호
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• pp.109-116
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• 2012

본 연구에서는 CCHE2D와 EFDC모형을 이용한 모의를 통하여 격자의 횡단해상도에 따른 물리적 지형의 재현성과 모의결과에 대한 영향을 검토하고자 하였다. 낙동강 금호강 유입구간을 대상으로 2006년 강우사상에 대한 부정류모의를 통하여 면적고도곡선과 대상구간내 수위관측소 지점에서의 실측치와 모의치간의 비교를 통하여 구성격자망의 적정성 및 모의결과에 대한 영향을 각각 검토하였다. 일반적으로 격자 해상도의 증가는 계산시간의 증가를 야기하므로 수행 내용과 목적, 계산의 효율성 측면에서 적절한 격자해상도의 선택이 필요하다. 정밀한 모의를 위해서는 고해상도 격자를 이용한 모의를 수행해야 하나, 빠른 의사결정이 요구되는 홍수기와 같이 모형수행의 효율성을 고려해야 하는 경우에 적용 가능한 물리적 지형의 재현성과 결과에 대한 신뢰성을 보장할 수 있는 적정 격자 해상도가 존재함을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권4호
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• pp.20-28
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• 2014

An efficient solution algorithm for simulating free surface problem is presented. Navier-Stokes equations for variable density incompressible flow are employed as the governing equation on Cartesian meshes. In order to describe the free surface motion efficiently, VOF(Volume Of Fluid) method utilizing THINC(Tangent of Hyperbola for Interface Capturing) scheme is employed. The most time-consuming part of the current free surface flow simulations is the solution step of the linear system, derived by the pressure Poisson equation. To solve a pressure Poisson equation efficiently, the PCG(Preconditioned Conjugate Gradient) method is utilized. This study showed that the proper application of the preconditioner is the key for the efficient solution of the free surface flow when its pressure Poisson equation is solved by the CG method. To demonstrate the efficiency of the current approach, we compared the convergence histories of different algorithms for solving the pressure Poisson equation.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.170-175
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• 2009

Shock focusing is related with explosive release of shock wave energy on a narrow spot in a short duration of time triggering a spontaneous high pressure near the focal point. It is well known that reflection of planar incident shock wave from the metallic concave mirror such as ellipsoidal, paraboloidal or hemispherical cavities will focus on a focal point. We intend to improve the computational results using a wave propagation algorithm and to resolve the mushroom-like structure. For computation of the concave cavity flow, it is not easy to use a single-block mesh because of the many singular points in geometry and coordinates. We have employed a uniform Cartesian-grid method for the wave propagation algorithm.