• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.45-49
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• 2006

물분사장치가 부착된 NACA-0021 익 주변의 흐름을 입자영상유속계를 이용하여 고찰하였다. $R_w=6.0261{\times}10^4$에서 영각(a)을 $0^{\circ}{\sim}35^{\circ}$로 변화시켜가며, 물분사 속도를 0[m/s], 9.2[m/s]의 2가지로 조절한 결과 익 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 ${\cdot}$ 재부착 영역이 형성되었으며, 박리영역의 폭이 콴다 효과(Coanda effect)를 갖는 물분사로 인하여 최대 1/3만큼 감소하는 경향을 확인하였다. ?Nㄴ사가 없는 조건에서의 박리는 영각(a) $17^{\circ}{\sim}18^{\circ}$ 부근에서 시작되는 것이 관측되었으나, 물분사를 시켰을 경우 $20^{\circ}{\sim}21^{\circ}$에서 박리가 시작되는 것을 유동관측을 통해 알 수 있었다. 유동계측을 통해 익의 후연부(trailing edge)에서 생성되었던 와(vortex, eddy)가 물제트분사로 인해 소멸되는 것을 알 수 있었고, 영각이 작고 물분사 유속이 빠를수록 박리영역의 감소가 더욱 가속화됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.57-63
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• 2008

공기흡입식 추진 기관인 스크램제트 엔진은 연소기 내부 유동이 초음속으로 유동장의 연소기 내부 체류 시간이 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간동안 연소과정이 모두 이루어져야 하므로 초음속 연소기술에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 논문은 초음속 연소 기술 중 연료-공기의 혼합을 증대시키는 방법에 관심을 두고 Cavity를 이용한 방법을 선택하여 높이를 10mm로 고정시키고 길이를 변화시켰으며, Cavity 후류에서 지름 1mm의 분사구를 통해 음속 let을 분사시키는 유동장을 형성하여 3차원 Navier-Stokes 방정식을 통해 점성 유동장을 해석하였다. 해석 결과 Cavity 길이/높이비(L/H)가 클수록 Vorticity가 값이 증가하였고 Vorticity의 증가 영역이 유동장의 위, 옆 방향으로 확장되는 것을 볼 수 있었다. 하지만 Vorticity가 증가하는 만큼 추력특성을 떨어뜨리는 정체압력 손실이 증가하므로 연소기 설계 시 최대의 혼합과 최소의 정체압력 손실을 고려한 최적 형상 설계가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제26권3호
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• pp.29-40
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• 1989

고효율 및 캐비테이션 특성이 우수한 프로펠러 날개단면을 개발하기 위한 일련의 설계 제작 시험 및 해석과정을 기술하였다. 여러 날개단면의 양력-항력곡선과 캐비테이션 특징을 비교하기 위하여 11개의 2차원 날개 단면을 설계 제작 시험하였다. 개발된 단면(KH18 단면)은 양력-항력 곡선과 캐비티 초생 곡선에서 기존 단면에 비하여 폭이 넓기 때문에 불균일한 선미후류에서 작동하는 프로펠러의 날개 단면으로서 적합하리라 생각된다. 개방단면을 사용한 프로펠러 설계법을 제시하였다. 코오드 방향 부하분포 형상이 프로펠로 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 3가지 기준 부하 형상에 대한 프로펠러를 각각 설계하였다. 또한 날개단면이 프로펠러 성능에 미치는 영향을 비교하기 위하여 기존 날개단면만을 사용한 프로펠러를 2개 설계하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권5호
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• pp.376-384
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• 2018

본 연구에서는 투과면을 이용하는 음향상사법으로 제자리 비행하는 UH-1H 로터 블레이드 주위의 원방 소음을 예측하였다. 두께 소음과 하중 소음, 그리고 충격파 및 끝단 후류 등에 의해 발생하는 유동 소음을 예측하기 위해 블레이드 표면을 포함하는 투과면을 구성하였다. 3차원 압축성 Euler 방정식 및 Navier-Stokes 방정식을 적용하여 공력 해석을 수행하고 비교하였다. 투과면의 위치에 따라 High Speed Impulsive 소음을 예측 및 검증하였다. 블레이드 끝단에서 발생하는 충격파에 의한 소음원이 지배적인 요소임을 확인하였으며, 충격파를 온전히 포함하도록 투과면을 구성하는 것이 중요함을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권10호
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• pp.901-906
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• 2010

복잡한 지형에 위치한 풍력발전소의 유동장을 분석하기 위해 3차원 유동해석이 수행되었다. 본 논문의 목적은 복잡한 지형과 풍력발전기의 배치가 풍력발전소의 성능에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 자세한 블레이드 형상을 고려한 총 49대의 풍력발전기가 계산 도메인에 포함되었다. 풍력발전기의 회전운동을 고려하기 위해 고정회전자 기법이 사용되었고, 블레이드에 작용하는 토크를 계산함으로써 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 수치해석 결과를 통하여 풍력발전소 전체의 자세한 유동장과 지형적 영향으로 풍속이 감소되는 국부적인 영역을 예측하였고, 상류의 발전기에서 발생하는 후류가 하류에 위치한 발전기의 성능에 미치는 영향도 분석되었다. 본 연구의 해석기법은 추후 건설되는 풍력발전소의 부지와 풍력발전기의 최적 위치를 선정하는 데 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.98-103
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• 1992

고정된 가이드 패널 뒤에 설치된 실제 형상의 3차원 제어판 모델이 균일유동 하에서 작동될 때, 제어판이 받는 토크의 정적 특성과 동적 특성에 대하여 풍동실험을 통해 연구하였다. 제어판이 가이드 패널에 의한 후류에서 작동되면 각도에 따른 토크의 증가는 적으며, 일정한 범위를 지나면 토크계수는 각도에 선형적으로 증가한다. 실험이 수행된 속도 범위 내에서는 토크계수는 속도에 따라서 변화가 거의 없었다. 토크계수가 영이 되는 중립각도의 크기가 영각에 따라서 증가하며, 영각의 절반 정도이다. 비정상 토크계수는 정상상태에 대하여 히스테리시스를 보이며, 풍속이 증가할수록 다소 커진다. 히스테리시스는 각속도가 증가할수록 증가하고, 각속도가 5.5rad/s 보다 적은(reduced frequency, $k={\omega}c/z\;V_0$의 값은 0.035) 경우에는 준정상 상태라고 할 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.1-7
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• 2014

The present study numerically investigated the effect of the advance ratio on the wake characteristics of the marine propeller in the propeller open water test. Therefore, a wide range of the advance ratio(0.2${\kappa}-{\omega}$SST Model are considered. The three-dimensional vortical structures of tip vortices are visualized by the swirl strength, resulting in fast decay of the tip vortices with increasing the advance ratio. Furthermore, to better understanding of the wake evolution, the contraction ratio of the slip stream for different advance ratios is extracted from the velocity fields. Consequently, the slip stream contraction ratio decreases with increasing the advance ratio and successively the difference of the slip stream contraction ratio between J=0.2 and J=0.8 is about 0.1R.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.66-75
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• 1993

캐비테이션 터널에서 모형선 혹은 부분모형선을 사용하여 3차원 반류분포를 재현시키고자 할 때, 유동조절체를 사용하여 터널 위벽효과(Tunnel wall effect)를 감소시키는 경우가 있다. 유동조절체가 선미후류 유동에 미치는 영향과 터널 위벽효과를 해석하기 위하여 직사각형 단면의 시험부에 설치되어 있는 모형선과 유동조절체 주위 유동을 표면양력판 이론을 사용하여 해석하였다. Sydney Express 모형선 주위 유동에 대한 계산결과에 의하면 선체 표면 압력분포에 미치는 캐비테이션 터널의 위벽효과는 막음비(Blockage)가 5% 이내인 경우에는 무시할 정도이며, 막음비가 20% 이상인 경우에는 상당히 큼을 알 수 있다. 유동조절체를 선미 부근 터널벽에 설치함으로써 선미 유동중 축방향속도가 증가되었으며, 선체표면에서의 압력구배(pressure gradient)는 선미 경계층의 두께가 덜 증가되는 방향으로 변화되었음을 알 수 있었다. 유동조절체를 설치하여 재현된 반류분포는 등속도곡선의 폭이 좁아지기 때문에 추정된 실선반류 분포를 재현하기 위하여 유동조절체를 사용하는 경우가 있다. 표면양력판에 의해 계산된 반류분포는 이상유체 가정을 토대로 계산되었기 때문에 계측된 반류분포와의 차이를 보정하기 위해서는 경계층 계산이나 점성유동계산이 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.743-752
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• 2019

만곡수로에서의 흐름은 나선형 운동 형태의 이차류가 지배적이며, 이로 인해 일반적으로 만곡 외측을 따라 침식 현상이 발생하게 된다. 이러한 이차류를 약화시키기 위해서 보통 만곡수로 외측을 따라서 수제와 같은 수공구조물을 설치한다. 이 연구에서는 OpenFOAM 오프소스 소프트웨어를 토대로 난류 해석을 위한 하이브리드 RANS/LES 기법과 자유수면 해석을 위한 VoF기법을 이용한 3차원 수치모의를 통해서 $90^{\circ}$ 만곡수로에 설치된 잠긴수제가 후루드수가 0.43인 조건에서 이차류의 발달에 미치는 영향을 분석하였다. 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 수치모의를 수행하였으며, 수치해석 결과는 실험결과와 비교하여 수치모의의 정확도를 평가하였다. 잠긴수제가 설치된 경우의 수치모의 결과를 흐름방향 유속 분포와 횡방향 순환 유속벡터장을 중심으로 수리실험 관측값들과 비교할 때 수치모의 결과는 수리실험에서 관측된 주요 이차류 흐름 거동과 현상들을 대부분 양호한 정확도로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의 결과를 비교해보면, 잠긴수제 설치로 인해서 만곡이 끝나는 단면 외측 하상부근에서의 유속은 약 평균유속의 1/3 정도 감소하는 반면에 수제 상단부에서의 전단층 발달에 따른 흐름 가속으로 자유수면 부근까지 유속이 증가하고 만곡 수충부에서는 수면 부근 유속이 약 20% 증가하는 것으로 나타났다. 결과적으로 잠긴수제는 만곡부에서 발생하는 이차류의 강도를 약화시켜 만곡부 외측 하상의 안정에 도움이 될 것으로 판단된다. 한편, 각 잠긴수제 전면부에서 말발굽와가 그리고 후면부에서는 후류가 형성되면서 수제 구조물 주변에서 강한 국부세굴이 발생하는 것으로 나타남으로, 국부세굴을 최소화할 수 있는 수제의 형상 및 배열에 대한 추가 연구가 요구된다.