• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.20 no.4
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• pp.54-61
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• 2001

Magnetostrictive materials have nonlinear elasto-magnetic properties. However the constitutive equations to describe the nonlinear properties are not available, yet. In this study we develope the equation in magnetostrictive materials by use of piezomagnetic constitutive equation which is quasi-linearized. With the wave equation, we determine the propagation velocity inside the magnetostrictive materials when a plane wave propagates along a given magnetic field. Validity of the calculated velocity is verified through comparison with experimental velocity measurement results for the most representative magnetostrictive materials. Terfenol-D.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.44-44
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• 2015

저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2094-2097
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• 2007

본 연구에서는 사석경사제의 전면부에 불투과성 수중방파제를 설치하여, 불규칙파의 반사에 대한 수치모의와 수리모형실험을 수행하였다. 수치해석 모형에는 Reynolds Averaged Navier-stokes (RANS) 방정식을 지배방정식으로 사용하였고, 난류해석을 위하여 $\kappa-\varepsilon$ 방정식을 사용하였다. 자유수면변위의 정확한 예측을 위하여 VOF 기법을 적용하였다. 수리모형실험은 한양대학교 수리실험실의 조파수로에서 수행되었다. 본 연구에서는 입사파랑으로 불규칙파를 조파하였으며, Bretsch neider-Mistuyasu 스펙트럼을 목표스펙트럼으로 하여 재현하였다. 반사율의 산정에서 입사파와 반사파를 분리하기 위하여 수치모형실험에서는 3점법을 사용하였고, 수리모형실험에서는 2점법을 사용하였다. 수치모의를 통하여 예측된 반사율과 수리모형실험에서 관측한 결과는 서로 잘 일치하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.2
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• pp.138-145
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• 2000

고체재료의 열확산계수나 열전도계수와 같은 열물성을 비접촉식 방법으로 측정하기 위하여 광열변위법에 대한 이론적인 해석을 수행하였다. 가열빔의 파형을 코사인파, 삼각파 그리고 사각파로 가정하여 2차원 열전도 방정식과 열탄성 방정식의 엄밀해를 구하였고, 이를 가열빔으로부터 직접 구한 실제파의 결과와 비교하였다. 코사인파의 결과가 다른 파형에 비하여 실제파와 가장 유사한 것으로 보아 비교적 해석이 복잡한 실제파를 코사인파로 가정하여도 무방하다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.6 s.155
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• pp.429-438
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• 2005

In this study, a couple of ordinary differential equations which can describe random waves are derived from the Boussinesq equations. Incident random waves are generated by using the TMA(TEXEL storm, MARSEN, ARSLOE) shallow-water spectrum. The governing equations are integrated with the 4-th order Runge-Kutta method. By using newly derived wave equations, nonlinear energy interaction of propagating waves in constant depth is studied. The characteristics of random waves propagate over a sinusoidally varying topography lying on a sloping beach are also investigated numerically. Transmission and reflection of random waves are considerably affected by nonlinearity.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.311-314
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• 2000

자왜 재료는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 지금까지 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 구조 방정식을 유도한 사례는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는 자왜 재료의 비선형 구조 방정식을 4차 텐서를 이용하여 유도하였다. 나아가 유도된 구조방정식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 정식화하였다. 그리고 비선형 특성을 갖는 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때 등방성 자왜 재료의 탄성파 속도를 구하였다. 이상의 결과를 검증하기 위해서 자왜 재료 중에서 가장 널리 사용되고 있는 Terfenol-D의 탄성파 속도를 측정하여 본 연구에서 유도한 자왜 재료 비선형 구조 방정식의 타당성을 일부 검증하였다. 향후에 자왜 재료의 정확한 특성을 측정하여 본 연구 결과와 비교함으로써 본 연구에서 유도한 비선형 구조 방정식의 타당성을 검증하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.2
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• pp.41-49
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• 2019

We approximately obtain heights of cnoidal waves overtopping on a porous breakwater using both the one-layer Boussinesq equations (Vu et al., 2018) and the two-layer Boussinesq equations (Huynh et al., 2017). For cnoidal waves overtopping on a porous breakwater, we find through numerical experiments that the heights of cnoidal waves overtopping on a low-crested breakwater (obtained by the Navier-Stokes equations) are smaller than the heights of waves passing through a high-crested breakwater (obtained by the one-layer Boussinesq equations) and larger than the heights of waves passing through a submerged breakwater (obtained by the two-layer Boussinesq equations). As the cnoidal wave nonlinearity becomes smaller or the porous breakwater width becomes narrower, the heights of transmitting waves obtained by the one-layer and two-layer Boussinesq equations become closer to the height of overtopping waves obtained by the Navier-Stokes equations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.88-91
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• 2012

본 연구에서는 다양한 형상의 수중방파제를 이용하여 고립파(지진해일)에 대한 파랑의 제어기능을 검토하였다. 먼저, 연구를 수행하기 위하여 Navier-Stokes 방정식에 기초한 RANS 모형을 사용하였다. RANS 모형에서는 VOF기법을 이용하여 자유수면을 해석하였고, 또한 조밀한 격자간격을 사용하여 수치실험을 실시하였다. 수중방파제의 형상에는 삼각형, 반타원형, 직사각형 및 사다리꼴형을 사용하여 각각의 수중방파제 위를 통과하는 고립파를 해석하였다. 고립파의 파고와 여러 가지 형태를 갖는 각각의 수중방파제의 높이를 조절하면서 수중방파제를 지나는 고립파의 투과율을 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 2002.08a
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• pp.62-65
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• 2002

파랑은 주로 먼바다에서 바람에 의해 생성되어 육지로 전파해오면서 천수, 굴절, 회절, 반사, 부서 짐 등의 여러 가지 변형의 과정을 거친다. 이러한 파랑의 변형을 예측하는 한 방법은 비압축성 유체와 비회전류의 연속방정식인 Laplace 방정식을 지배 방정식으로 하고 해수면에서의 운동학적 경계조건과 동역학적 경계 조건, 그리고 바닥에서의 운동학적 경계조건을 적용하여 해를 구한다. (중략)

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.12 no.4
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• pp.181-189
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• 2000

A weakly nonlinear mild-slope equation has been derived directly from the continuity equation with the aid of the Galerkin's method. The equation is combined with the momentum equations defined at the mean water level. A single component model has also been obtained in terms of the surface displacement. The linearized form is completely identical with the time-dependent mild-slope equation proposed by Smith and Sprinks(1975). For the verification purposes of the present nonlinear model, the degenerate forms were compared with Airy(1845)'s non-dispersive nonlinear wave equation, classical Boussinesq equation, andsecond¬order permanent Stokes waves. In this study, the present nonlinear wave equations are discretized by the approximate factorization techniques so that a tridiagonal matrix solver is used for each direction. Through the comparison with physical experiments, nonlinear wave model capacity was examined and the overall agreement was obtained.