• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.269-276
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• 2001

복합재료의 초음파검사는 매직의 탄성이방성으로 인해 빔스큐(beam skew)현상 등이 발생하기 때문에 등방성 재료의 검사에 비해 훨씬 어렵다. 그 동안의 많은 연구의 결과로서 이방성 재료 네 탄성파의 전파 현상에 대한 해석해법이 정립되어 있으나, 그 해석해가 매우 복잡하여 실제 문제의 해를 구하기 위해서는 수치적인 방법에 의존하여야 하는 경우가 많다. 본 연구에서는 횡등방 이방성(transversely isotropic)으로 가정할 수 있는 단일방향 섬유 복합재료 내 점원에 의한 초음파 전파의 해석해를 먼저 구하고, 이러한 복합재료를 질량-스프링 모델로 모델링하여 해석해에 상응하는 수치해를 구하였다. 그 결과, 초음파의 전파에 대한 수치해와 해석해가 매우 잘 일치하는 것을 확인하였다. 동일한 수치해석법을 사용하여 초음파가 복합재료의 자유표면에서 반사되는 현상과 균일에 의해 산란되는 현상에 대한 수치해도 구하였으며 그 결과를 파동역학의 관점에서 고찰하였다. 본 연구에서 그 유효성이 확인된 수치 모델은 복합재료의 초음파검사를 시뮬레이션 함에 있어 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국수산과학회지
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• 제25권6호
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• pp.443-456
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• 1992

황해에서와 같은 선형의 양향성 대륙붕 해저 지형에서 저주파의 분산관계가 단주기$\cdot$단파까지 포함하는 장주기$\cdot$장파 경우에 대해 유도되었다. 선형의 양향성 대륙붕에서 장주기$\cdot$장파일 경우 Bessel 방정식이 유도되는데 비해 일반적인 경우에는 Hummer 방정식이 유도된다. Hummer 방정식의 해로 유도되는 confluent Hypergeometric 함수는 극한 경우에 여러 형태로 바뀐다. 단일한 대륙붕에서는 해안선과 수직한 방향의 대륵붕 규모가 Rossby deformation radius에 비해 많이 작을 때는 수평흐름의 수렴$\cdot$발산효과가 무시되지만 양향성 대륙붕에서는 수평흐름의 수린$\cdot$발산효과가 해안선과 수직한 방향의 대륙붕규모가 관계없이 파동역학에 결정적으로 중요하다. 수렴$\cdot$발산효과는 Kelvin 파를 포함시키며 대륙붕파의 파속을 감소시킨다. 끝으로 양향성 대륙붕의 비마찰 eigenfunction들의 직교가 증명되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.859-871
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• 2014

본 연구에서는 염분과 온도차에 의한 밀도류를 해석하기 위하여 기존의 3차원 파동장 모델(LES-WASS-3D ver. 1.0)을 토대로 염분과 온도에 관한 상태방정식 및 3차원 이류-확산 방정식을 도입하여 새로운 수치모델(LES-WASS-3D ver. 2.0)을 개발하였다. 새롭게 개발한 수치모델의 적용성을 검토하기 위하여 기존의 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그 결과, 이류-확산하는 해수의 형태 및 연직 염분농도 뿐만 아니라 방출하는 온수의 유속 및 온도를 매우 잘 재현하는 것으로 나타났다. 이로써 본 연구에서 개발한 수치모델의 타당성 및 유효성이 검증되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.827-833
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• 2011

본 논문에서는 상용 유한 요소 해석 프로그램인 SAMCEF 를 이용하여 고속 철도 차량의 집전성능을 예측할 수 있는 해석 모델을 개발하였다. 3 자유도 스프링-댐퍼-질량의 판토그래프 모델을 생성하였고, 실제 시스템과의 리셉턴스를 비교함으로써 신뢰성을 검증하였다. UIC 799 OR 기준에서 제시한 가선계의 이론적 파동전파 속도와 가선계 유한 요소 해석 모델에서 측정한 파동 전파 속도를 비교 하였다. 드로퍼의 길이를 조절하여 전차선의 중력에 의한 초기 처짐 현상을 구현하였다. 가선계와 판토그래프를 접촉 요소를 이용하여 연성하였으며, 판토그래프가 300 km/h 및 370 km/h 로 주행할 때의 접촉력 변화를 도출하였다. 접촉력의 평균, 표준편차, 최대 및 최소값 등을 분석함으로써 본 논문에서 제시한 해석모델의 유효성을 검증하였다.

• 대기
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• 제23권3호
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• pp.293-305
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• 2013

대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하기 위하여 기존의 무차원화된 정역학 모형을 바탕으로 무차원화된 비정역학 모형을 개발하였다. 모형을 검증하기 위하여 정역학 방정식 계의 해석해와 비정역학성이 아주 작은 경우의 수치 실험 결과를 비교하였고, 두 결과가 거의 같음을 확인하였다. 무차원화된 비정역학 모형을 이용하여 선형 계와 비선형 계에서 대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하였다. 선형 계와 비선형 계 모두에서 비정역학성 인자가 작은 경우 열원 꼭대기 위에서 연직 방향으로, 비정역학성 인자가 상대적으로 큰 경우 주 상승 기류의 풍하측에서 수평 방향으로 상승 운동과 하강 운동이 교대하는 파동 형태의 섭동장이 나타났다. 풍하측에서 나타나는 상승 운동과 하강 운동을 분석하기 위하여 선형, 정상 상태, 비점성 흐름에 대한 Taylor-Goldstein 방정식을 구하였다. 주 상승기류의 풍하측에서 교대로 나타나는 상승 하강 기류세포는 전파파의 수평 방향 전파 성분과 에바네센트파, 즉 비정역학성 인자에 의해 결정되는 임계 파장보다 파장이 짧아 연직 방향으로 전파되지 못하고 수평 방향으로만 전파되는 중력파의 중첩으로 설명할 수 있다. 선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반과 일치하였으나, 약한 비선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반보다 다소 길었다. 주 상승 기류 지역 내에서 최대 상승 기류의 위치는 비선형성과 비정역학성 정도에 따라 다르게 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권5호
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• pp.36-42
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• 2003

A CFD simulation technique has been developed to handle the unsteady body motion with large amplitude by use of overlapping multi-block grid system. The three-dimensional, viscous and incompressible flow around body is investigated by solving the Navier-Stokes equations, and the motion of body is represented by moving effect of the grid system. Composite grid system is employed in order to deal with both the body motion with large amplitude and the condition of numerical wave maker in convenience at the same time. The governing equations, Navier-Stokes (N-S) and continuity equations, are discretized by a finite volume method, in the framework of an O-H type boundary-fitted grid system (inner grid system including test model) and a rectangular grid system (outer grid system including simulation equipments for generation of wave environments). If this study, several flow configurations, such as an oscillating cylinder with large KC number, are studied in order to predict and evaluate the hydrodynamic forces. Furthermore, the motion simulation of a Series 60 model advancing in a uniform flow under the condition of enforced roll motion of angle 20$^{\circ}$ is performed in the developed numerical wave tank.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.605-611
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• 2010

정지궤도위성인 통신해양기상위성은 2010년 발사 예정인데, 관련된 일련의 성능 시험중에는 수백 기압의 헬륨 가스로 채워진 추진계 탱크의 고압 내구 시험도 포함되어 있다. 이 논문에서는 시험 시스템에 최악의 사고가 일어날 경우를 대비하여 그 위험도를 계산하여 보았다. 두 가지 시나리오가 있는데, 첫째는 310 기압의 헬륨 탱크가 현재의 시험챔버에서 일시에 파열하는 경우, 둘째는 116 기압의 감압된 헬륨 탱크가 방탄유리로 보호되고 있는 방에서 파열하는 경우를 가정해 보았다. 폭발파 전파 이론과 전산 수치 모사를 통하여, 제한된 공간에서 반사되는 파동의 역학을 매우 복잡한 비정상 유동 물리에 대하여 분석하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.210-211
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• 2018

일반적인 댐 붕괴 시뮬레이션은 개수로 등 범람원을 대상으로 시뮬레이션 및 해석이 이루어졌다. 그러나 지속적인 이상기온 등으로 인하여 해안가 및 해양에서도 쓰나미 혹은 해일과 같은 규모가 큰 파가 발생하고 이에 따른 피해가 발생하고 있다. 규모가 크며 격렬한 파는 일반적인 전산유체역학 방식으로 해석이 가능은 하지만 자유표면의 대-변형 및 쇄파 등에 의한 비선형성의 시뮬레이션은 격자라는 한계에 의해 제한적으로 사용되어졌다. 이에 라그란지안 접근법을 이용한 입자법을 도입하여 댐 붕괴와 같은 격렬한 자유표면의 변동을 포함한 문제를 재현하였으며, 이러현 격렬한 파동에 의한 바닦면의 교란을 시뮬레이션 하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.332-349
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• 2016

OLAFOAM은 파동역학의 시뮬레이션을 위하여 $OpenFOAM^{(R)}$을 확장한 강력한 CFD코드이며, $OpenFOAM^{(R)}$은 다양한 분야에서 각각 수치계산의 목적에 대응할 수 있도록 많은 Solver를 제공하고 있다. OLAFOAM의 기본방정식은 VARANS식에 기초하고, 수치기법으로는 유한체적법을 적용하며, 프로그램은 C++로 코딩되어 Linux운영체제에서 실행된다. 본 연구는 OLAFOAM을 이용하여 먼저 1) 단파와 규칙파하 투과성구조물에서 파의 변형, 2) 규칙파하 잠제에 의한 파의 변형 및 3) 흐름하 규칙파의 변형과 연직유속분포에 대해 기존의 각 실험결과와 비교 검토하여 OLAFOAM의 타당성을 검증하였다. 이로부터 지금까지 거의 검토되지 않은 규칙파와 흐름의 공존장에 설치된 투과성잠제에 대해 배후경사면을 불투과성 혹은 투과성으로 고려한 경우 흐름방향 등의 변화에 따른 잠제 주변에서 수위, 파고, 주파수스펙트럼, 쇄파, 평균유속 및 난류운동에너지 등의 변동특성을 면밀히 검토하였다. 결과로부터 흐름방향(순방향과 역방향)에 따른 파고변화는 난류운동에너지와 밀접한 관계를 가지는 것 등을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제10권5호
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• pp.711-717
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• 1999

다층구조 고분자 재료의 비결정성 영역에서의 파괴 역학 변형과정을 통하여 ductile 및 brittle층을 동시에 함유하는 다층 구조 가공물을 이용하여 단층 구조물과의 물성을 비교, 조사하였다. 그 결과 거의 유사한 유리 전이온도($T_g$) 및 동일한 dimension에서 다층 구조물의 충격강도가 단일층 구조물보다 현격히 높게 나타났으며, toughness는 약 2배 이상 향상됨을 알 수 있었다. 이것은 ductile층과 brittle층의 두께 비에는 임계값이 있으며, 그 이하에서는 brittle한 재료이더라도 ductile하게 나타날 수 있다는 toughening 원리가 본 실험의 측정 속도 영역 및 온도 범위에서 적용되고 있음을 의미한다. 또한 고속 균열이 진행하는 경우의 운동 응력(kinetic stress wave) 효과를 해석하기 위하여 충격파동 중첩의 원리(superposition principle of impact pulse)를 도입하였다. 그 결과 다층 구조물의 최종 toughness 향상은 ductile/brittle 비율의 최적설계에 있음을 알 수 있었다.