• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.56-56
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• 2011

본 연구에서는 파랑의 변형을 예측하는 방법 중 하나인 고유함수전개법을 이용하여 축대칭 형태의 지형 위를 통과하는 파랑의 소멸파 성분을 검토하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석할 때 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 산정하였다. 고유함수전개법을 이용하여 파랑의 변화를 예측하는 연구는 Bremmer(1951)가 전자기파에 적용하면서 처음 제시한 후 Takano(1960)가 파랑 변형 연구에 적용하면서 본격적으로 진행되었다. 이밖에 Kirby and Dalymple(1983), Liu et al.(1992), Cho and Lee(2000), Bender and Dean(2003), 조용식과 이창훈(1998) 및 강규영 등(2007)에 의해 국내 외로 많은 연구가 진행되었다. 그러나 기존의 연구의 대부분이 연직 2차원 지형에 대하여 수행되어 왔다. 3차원 지형에 대한 고유함수전개법은 Bender and Dean(2005)에 의해 처음으로 시작되었다. 그러나 그들의 연구에서는 수렴해를 얻기 위한 구간 및 소멸파 개수에 관한 구체적인 검토가 이루어지지 않았다는 한계가 있다. 그러나 실제 해저 지역은 다양한 지형의 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 축대칭 지형에 대하여 수렴해를 얻기 위해 구간을 나누어 해의 수렴성을 확인하여 적절한 구간의 수를 결정한 후 소멸파의 수를 변화시키면서 소멸파가 파랑의 변형에 미치는 영향을 검토하였다. 천해역 및 중간수심 영역을 구간의 수와 소멸파 성분의 수에 변화를 주면서 수렴성 검사를 한 결과, 천해 영역에서는 소멸파 성분의 영향이 적게 나타났으나 중간수심 영역에서는 적절한 개수의 소멸파를 고려해야 보다 정확한 예측을 할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.109.1-109.1
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• 2010

파랑의 거동을 해석하기 위해 몇 십 년 동안 많은 연구들이 진행되었다. 그 중에서 해석적인 방법으로 축대칭 지형과 같은 간단한 지형을 지나는 파랑의 변형을 예측하는 것은 실험에 의한 방법에 비해 시간적, 비용적인 측면에서 유리하다. 또한 수치기법에 의한 오차를 발생하지 않기 때문에 보다 정확한 해를 구할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 단일주기, 단일방향에 대한 가정을 거치기 때문에 실제 해역에서의 복잡한 파랑 변형을 예측하는데 한계가 있다. 고유함수전개법을 축 대칭 지형에 적용시키는 연구는 Bender and Dean(2005)에 의해 제시되었으며, 본 연구에서는 이것을 발전시켜 다방향 불규칙파에 대한 파랑 변형을 모의하였다. 그리고 결과를 단일주기에 의한 규칙파와 비교하여 그 특성을 알아보았다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2009.02b
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• pp.124.2-124.2
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• 2009

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.13 no.2
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• pp.505-511
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• 2013

A new boundary treatment technique which can be applied to axi-symmetric topography with inclined bottom was developed. Although the finite element method is good for complex geometry, there is no proper boundary treatment when a boundary is not a vertical section because the water depth at the coastline becomes zero. In this study, we developed a new boundary treatment for inclined bottom using the analytical solution for long wave. To develope a model, the mild-slope equation was used and then, a computational domain is divided into an analytical region and a numerical region. By combining a numerical and an analytical solutions, a complete solution was obtained. The developed solution was validated by comparing with a previous analytical solution.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.633-634
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• 2010

축대칭 함몰지형 위를 진행하는 확장형 완경사 방정식의 해석해를 유도하였다. 변수분리법을 이용하여 지배방정식을 상미분방정식으로 만들었으며, 파속과 군속도로 표현되는 계수들은 Hunt(1979)의 근사식을 이용하여 양함수의 형태로 표현하였다. 마지막으로 Frobenius기법을 이용하여 확장형 완경사방정식의 해를 유도하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.18 no.4
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• pp.308-320
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• 2006

An analytic solution to the mild-slope equation is derived for waves propagating over an axi-symmetric pit. The water depth inside the pit varies in proportion to a power of radial distance from the pit center. The governing equation is transformed into ordinary differential equations by using separation of variables, and the coefficients of the equations are transformed into explicit forms by using Hunt's (1979) approximate solution. Finally, by using the Frobenius series, the analytic solution is derived. Due to the feature of Hunt's equation, the present analytic solution is accurate in shallow and deep waters, while it is less accurate in intermediate depth water. The validity of the analytic solution is demonstrated by comparison with numerical solutions. The analytic solution is also used to examine the effects of pit geometry and relative depth on wave transformation.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.12 no.3
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• pp.434-441
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• 2012

An analytic solution to the extended mild-slope equation was derived for waves propagating over an axi-symmetric pit. The water depth inside the pit was in proportion to a power of radial distance from the center of pit. The equation was transformed into the ordinary differential equation using the method of separation of variables. The coefficients of differential terms were expressed as an explicit form composing of the phase and group velocities. The bottom curvature and the square of bottom slope terms, which were added to the extended mild-slope equation, were expressed as power series. Finally, using the Frobenius series, the analytic solution to the extended mild-slope equation was derived. The present analytic solution was validated by comparing with the numerical solution obtained from FEM.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.4 no.1
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• pp.10-17
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• 1999

The purpose of this study is to investigate the baroclinic response of the upper-layer of two-layered fluid when the lower-layer motion is driven by pumping an external fluid into the lower-layer or by pumping out the lower-layer fluid. Recent observations of the barotropic nature of deep water movements in the East Sea (fakematsu et al., 1994; KORDI, 1997) may suggest a possibility of interaction between the upper and lower layer via interface tilting. For homogeneous fluid, steady and axisymmetric source or sink causes axisymmetric geostrophic flow, and the lower-layer motion in two-layered fluid was similar to homogeneous flow. But as Rossby number (${\varepsilon}$) or internal Froude number ($f_2$) increases, the lower-layer motion was affected by the interface tilting. The interface tilting calculated based on the observed azimuthal velocities of upper- and lower-layers becomes greater as $f_2$ increases. In other words, the increase of the $f_2$ changes the barotropic system to baroclinic system.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.249-252
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• 2011

고체로켓추진기관의 추력조절을 위해 핀틀 기술이 사용된다. 아직까지 핀틀 유동에 대해 근본적인 물리적 이해를 돕는 연구가 공개되지 않아, 이 연구에서 다양한 형상의 needle형 핀틀에 따른 유동구조에 대한 수치적 연구를 진행하였다. 2차원 축대칭, 압축성을 고려하여, 상용 열유체 해석 프로그램인 FLUENT 6.2를 사용하여 해석을 수행하였다. 난류 모델을 검증하기 위해 기 수행된 실험 결과와 비교하였다. 핀틀 각도(tip angle)가 작아질수록 노즐에서 유동 박리점이 하류로 이동하며, 핀틀에서 발생하는 끝단 충격파가 약해진다. 핀틀 반경(tip radius)이 작아질수록 핀틀에서 발생하는 끝단 충격파가 하류로 이동하며, 크기는 약해진다. 핀틀 형상(contour)은 유동 박리 지점에 직접적인 영향을 미친다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.477-482
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• 2009

Though rocket nozzle flow is very important to the rocket performance, the direct measurement is very difficult because of high temperature and high pressure gas flow. Then the experiment utilizing the hydraulic analogy has been developed for such a problem. Supersonic flows through an axisymmetric De Laval nozzle of solid rocket motor was simulated in a 2-D sluice-type water-table designed and manufactured utilizing hydraulic analogy. Methods to minimize or account for non-analogous effects in the hydraulic system must be reviewed for the quantitative application of the hydraulic analogy. In this application the water table is inclined slightly, so that gravity acceleration has a small component in the direction of motion, thus compensating for the effect of friction. Flow visualization leads to better understanding of the analogous system. Within the experimental errors, it is shown that the hydraulic analogy can be used as an effective tool for the study of two dimensional isentropic flows of gases in many fields.