• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.103-103
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• 2021

실험실에서의 파랑생성에 흔히 사용되는 피스톤형 조파장치는 수심에 따라 유속이 동일하게 생성된다는 제약이 있어 주로 천해파의 생성에 적합한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 제약조건 없이 다양한 유속분포의 파형을 생성하는 수직 다열화된 조파장치가 개발되었다. 우선, 수심방향으로 이산화된 각 패들(paddle)의 스트로크에 대해 선형해석해가 유도되었다. 개발된 해석해는 패들의 수 및 유속분포에 따라 기존의 피스톤형 혹은 플랩형 조파장치 해석해로 근사함이 밝혀짐으로써 포괄적으로 활용될 수 있음이 확인되었다. 즉 개발된 해석해를 활용하면 선택적으로 피스톤형 및 플랩형 조파성능이 구현될 수 있다. 더불어 개발된 해석해는 다상유체의 내부파 생성에도 확정되어 적용가능함이 확인되었다. 다음으로, 개발된 조파장치를 수치적으로 구현하였다. 오픈소스 3차원 수치모형인 OpenFOAM 중, 두 개 이상의 불연속 및 비압축 유체에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해결하는 수치 모듈을 사용하여 제안된 수직다열화된 조파장치의 성능이 평가되었다. 이때 동적격자모델(olaDyMFlow)을 결합함으로써 개발된 조파장치 움직임이 물리적 조파장치와 흡사하도록 수치적으로 구현하였다. 모의결과, 여러 개의 다열화된 패들이 층류 흐름 조건에서 심해파를 효율적으로 생성시키고, 중간수심 파랑조건에서는 제안된 조파장치가 상대적으로 덜 유리함을 확인할 수 있었다. 마지막으로 공기, 기름 및 물 등 3상의 흐름조건에서 단 두 개의 패들을 활용하여 각각 내부파 및 표면파를 생성하되었으며, 모의 결과는 해석해과 비교됨으로써 개발된 조파장치의 성능이 검증되었다.

• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.149-158
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• 1995

When hot-rolled wide flanges are used as vertical compressive or bending member, opening web are often to take a space for equipments of pipe or duct. The Web of hot-rolled wide flange steel with opening may be analyzed as a rectangular plate, subjected to in plane force, and the buckling load is governed by the ultimate force of web. The result of the theory showed close agreement with the result of the finite element analysis. It was also shown that the buckling loads of stiffened opening plates could be larger than those of the plate. The stiffened opening plates for the 4-side simply supported case showed more stiffening effect than the Two Opposite Elastic Supports and Two Other Opposite Simply Supports case. In this study, we proposed the effective opening sizes that buckling loads of stiffened opening plate could be greater than those of the plates.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.1142-1143
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• 2008

도시철도의 환승체게 개선과 차량의 이용편이성 향상 및 고유가 등으로 도시철도 이용객수는 해마다 증가하고 있다. 이렇게 많은 승객이 이용하는 차량실내는 미세먼지, co2등의 오염물질이 증가하여 이용승객의 건강을 해치고 있는 실정이다. 이를 해결하기 위해 새롭게 개발되는 차세대전동차에 수치해석 기법을 적용하여 설계단계에서 덕트 및 실내기기배치 등을 모델링하여 열유동 및 쾌적성을 해석하여 국제기준과 비교하여 그 기준을 만족하는 차량임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1986.11a
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• pp.47-51
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• 1986

로울러 베어링의 로울러는 길이방향으로 적당하게 Profiling하여 양단부에서 발생하는 응력집중을 줄이고 있다. 로울러와 레이스간의 접촉을 단순한 탄성접촉문제로 해석하는 경우에는 유막의 개념이 없어서 로울러와 레이스 사이의 압력분포와 유막형상을 정확하게 나타내기가 어려우므로 탄성변형과 압력에 따른 윤활유의 점도 변화를 고려한 탄성유체윤활(EHL)해석이 필요하다. 대부분의 해석은 무한장 로울러로 취급하는 것이 보통이며 실제의 로울러에 해당하는 유한한 길이의 선접촉 EHL 해석은 Mostofi & Gohar 및 Kuroda & Arai의 해석 정도이나 각각은 수렴하중이 작거나 로울러의 길이가 아주 짧은 경우에 해당한다. 본 연구에서는 FDM과 Newton-Raphson method를 이용하여 길이가 유한한 실제 크기의 Profiled 로울러에 대한 EHL상태에서의 압력분포와 유막형상을 보다 하중이 온 경우에 대해서 구하고자 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.1B
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• pp.111-114
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• 2008

Explicit solutions of the wave dispersion equation are developed using the recursive relation in terms of the relative water depth. We use the solutions of Eckart (1951), Hunt (1979), and the deep-water and shallow-water solutions for initial values of the solution. All the recursive solutions converge to the exact one except that with the initial value of deep-water solution. The solution with the initial value by Hunt converged much faster than the others. The recursive solutions may be obtained quickly and simply by a hand calculator. For the transformation of linear water waves in whole water depth, the use of the recursive solutions will yield more accurate analytical solutions than use of previously developed explicit solutions.

• Journal of the KSME
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• v.24 no.4
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• pp.275-283
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• 1984

유한요소기법은 원만한 온도변화를 갖는 이동경계문제에 대해 적용할 수 있음을 설명하였다. 상변화가 일어나는 요소에서 어느 한 시간 단계에 변화할 수 있는 온도의 범위는 상변화 온도 구간 보다 적어야 원만한 수치해를 얻을 수 있음을 소개하였다. 잠열의 효과를 엔탈피의 온도에 대한 변화율로 처리하여 열용량 행렬을 계산할 수 있음을 설명하였다. 급격한 변화를 갖는 온 도분포를 수치적으로 근사해를 구할 때 나타나는 파동형상은 연속적인 변수를 부분적으로 근사 해를 가정 하는데서 포함되는 오차에 기인한다. 따라서 이러한 급격한 변화의 변수를 취급하는 기법이 요구된다. 상변화를 수반하는 이동경계문제는 물의 결빙금속의 열처리, 용접, 고체연료의 연소 등에서 많이 접하게 되나 전문적인 프로그램이 없으므로(저자가 조사한 바에 의하면) 온 도분포를 요구하는 문제에서는 이의 선결이 요망되고 있다. 특히 구조해석문제에서 시간에 따라 온도조건이 변화는 경우가 많아 온도분포에 대해 따로 계산하고 그 후 구조해석을 하는 방법이 있으나, 이는 상변화와 같은 물성의 큰 변화가 없는 경우에만 가능하다. 따라서 상변화가 있는 문제에서 열탄성(thermo-elasticity)이나 열탄소성(thermoelasto-plasticity)해석을 하기 위해서는 이동경계와 구조해석을 동시에 하여야 한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.697-700
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• 2011

본 논문에서는 X-FEM을 사용하여 혼합모드 하중 상태에서의 이차원 선형탄성체의 균열문제에 대한 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. X-FEM이란 균열과 같은 특수한 해를 근사하는 방법으로써, 확장함수를 도입하여 FEM의 한계를 극복하는 방법론이다. X-FEM 하에서 해를 근사하는 데 쓰이는 확장함수들은 불연속성과 특이성을 포함하고 있어 물리적 영역에 의존한다. 이는 설계민감도 해석을 수행하는 과정에서 그러한 의존성을 고려해주는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-FEM 기반의 형상 설계민감도 해석해를 제안하고자 한다. 식의 유도는 전 미분 공식에 기초하고 있으며, 형상함수의 설계변분에 대한 의존성에 관한 항을 추가시켰다. 또한, 균열 주위의 국부적인 공간에서의 확장된 자유도에 설계속도를 가한다. 이에 대한 몇 가지 수치 예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.7
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• pp.669-679
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• 2008

The present study examines similarity of behavior between an overtopping wave generated by a plunging wave and a dam-break flow through hydraulic model tests. The dam-break flow has been employed to estimate the overtopping effect on the basis of the dam-break flow's behavior similar to the overtopping. In this study, the overtopping velocity was measured by a modified image technique using bubble and bubble texture images called bubble image velocitmetry. From the measurements, the vertical profiles of horizontal overtopping velocity at cross-sections along the deck were presented and discussed. Maximum velocity and depth-averaged velocity at each cross-section were compared with an analytical solution solving the dam-break flow, Ritter's solution. The initial water depth of importance for the solution was determined from the tested wave condition and the overtopping measurements. The comparison shows that the solution with the initial water depth estimated using the front velocity of the overtopping wave is in good agreements with the measurements.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.7
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• pp.72-80
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• 2018

With the ever increasing advances in computers and their computing power, computational fluid dynamics(CFD) has become an essential engineering tool in the design and analysis of engineering applications. Accordingly, many universities have developed and implemented a course on CFD for undergraduate students. On the other hand, many professors have used industrial examples supplied by computational analysis software companies as CFD examples. This makes many students think of CFD as difficult and confusing. This paper presents a simple CFD example used in the department of mechanical design engineering of Kangwon National University and shows its effectiveness. Most students answered that a simple CFD example is more comprehensive than an industrial example. Therefore, it is necessary to develop simple computational analysis problems in the engineering education field.