• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.146-159
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• 2016

본 연구에서는 정상흐름 하에서 스포일러가 부착된 해저파이프라인의 자가매설 기구를 분석하기 위하여 유체역학적 특성을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes Solver(LES-WASS-2D)를 이용하였다. 본 논문에서 적용하는 수치모형의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 기존의 스포일러 유무에 따른 파이프라인 주변의 흐름특성을 나타낸 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그리고 입사유속, 스포일러의 제원 및 배치에 따른 파이프라인 주변의 수리특성(유동, 와동, 압력)과 작용력 특성을 수치적으로 분석하였다. 그 결과 1차적으로 해저파이프에 스포일러가 부착된 경우에 투영면적이 증가함으로 인하여 배후로 빠져나가는 유속이 커지고, 동시에 배후에서 발생하는 후류에 기인한 강한 와동이 발생한다. 그리고 2차적으로는 스포일러의 영향으로 상하 비대칭적인 유동 및 와동장이 발생하고, 이로 인해 비대칭적인 압력장이 형성된다. 이것은 파이프에 작용하는 힘의 비대칭성을 증가시켜 하향의 유체력을 크게 발달시킨다. 이와 같은 두 가지의 큰 원인으로 인하여 스포일러 부착형 해저파이프라인이 자가매설 되는 것으로 이해된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.67-74
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• 2023

열대성 저기압으로 인한 높은 파도와 폭풍해일은 해안지역에 큰 피해를 준다. 따라서 태풍이 내습하기 전에 정확하게 예측해야 하는데, 기상 강제력은 예측에 중요한 요소이다. 본 연구는 정확한 폭풍해일 및 파랑예측에 요구되는 기상 강제력을 위한 개선방안을 제시한다. 2016년 남해안을 강타한 태풍 차바를 사례연구로 하여, 기상예측모델(MPAS)로 태풍 트랙 및 기상 강제력, 즉, 기상장을 예측했다. 예측된 MPAS 태풍 트랙 정보를 기반으로 한 태풍의 대칭형 및 비대칭형 파라미터 와류 모델을 이용하여 기상 강제력을 생성하는 한편, 베스트 트랙 기반 동일 한 파라미터 모델을 이용하여 기상 강제력을 생성하여, 둘을 비교했다. 또한, MPAS 예측 태풍 트랙 정보 기반 대칭형/비대칭형 와류 파라미터 모델에서 생성된 기상장은 MPAS에서 예측한 기상장과 블렌딩하여 예측기상장을 만들었다. 이렇게 제작된 MPAS 기반 forecast 기상장 4종 및 베스트 트랙 기반 hindcast 기상장 2종을 ADCIRC+SWAN ADCIRC+SWAN에 입력하여 남해안의 파랑 및 폭풍해일을 예측/재현하고 관측치와 비교·검증했다. MPAS 기반 forecast 기상장을 이용하여 예측된 폭풍해일과 파랑은 관측치와 거의 일치했으며, 베스트 트랙을 사용하여 재현한 결과와도 견줄 만했다. 유의파고는, 6종의 기상장을 이용한 실험에서 MPAS 예측 태풍 트랙 기반 대칭형 와류 파라미터 모델로 생성된 기상장과 MPAS 예측 기상장을 블렌딩한 실험이 예측 정확도가 높았으나, 비대칭형 와류 파라미터 모델과 블렌딩을 사용한 경우보다 약간 높은 정도였다. 폭풍해일은, MPAS 예측 태풍 트랙을 이용한 비대칭형 와류 파라미터 모델에서 생성된 기상장을 이용한 실험이 예측 정확도가 높았다. 폭풍해일과 파랑을 정확하게 예측하기 위해서는, 정확한 태풍 트랙 정보와 이 정보가 반영된 비대칭형 와류가 고려된 기상장, 이 태풍 트랙을 생산한 기상장이 필요한 것을 볼 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.126-135
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• 2006

The pressure drop characteristics in a rotating two-pass duct with rib turbulators are investigated in the present study. The square duct has a hydraulic diameter $(D_h)$ of 26.7 mm, and $1.5mm{\times}1.5mm$ square $90^{\circ}-rib$ turbulators are attached on the leading and trailing walls. The pitch-to-rib height ratio (p/e) is 10. The distance between the tip of the divider and the outer wall of the duct is $1.0D_h$ and the width of divider wall is 6.0mm or $0.225D_h$. The Reynolds number (Re) based on the hydraulic diameter is kept constant at 10,000 to exclude the Reynolds effect, and the rotation number (Ro) is varied from 0.0 to 0.20. The pressure drop distribution, the friction factor and thermal performance are presented for the leading, trailing and the outer surfaces. It is found that the curvature of the $180^{\circ}$-turn produces Dean vortices that cause high pressure drop in the turn. The channel rotation results in pressure drop discrepancy between leading and trailing surfaces so that non-dimensional pressure drops are higher on the trailing surface in the first-pass and on the leading and side surfaces in the second-pass. In the turning region, Dean vortices shown in the stationary case transform into one large asymmetric vortex cell, and subsequent pressure drop characteristics also change. As the rotation number increases, the pressure drop discrepancy enlarges.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.910-920
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• 2004

The heat/mass transfer characteristics in a rotating two-pass duct with and without rib turbulators are investigated in the present study. The square duct has a hydraulic diameter ($D_h$) of 26.7 mm, and $1.5\;mm{\times}1.5\;mm$ square $90^{\circ}$-rib turbulators are attached on the leading and trailing walls. The pitch-to-rib height ratio (p/e) is 10. The Reynolds number based on the hydraulic diameter is kept constant at 10,000 to exclude the Reynolds effect, and the rotation number is varied from 0.0 to 0.20. In the smooth duct, the curvature of the $180^{\circ}$-turn produces Dean vortices that enhance heat/mass transfer in the post-turn region. When rib turbulators are installed, heat/mass transfer is augmented 2.5 times higher than that of the smooth duct since the main flow is turbulated by reattaching and separating in the vicinity of the duct surfaces. The duct rotation results in heat/mass transfer discrepancy so that Sherwood number ratios are higher on the trailing surface in the first-pass and on the leading surface in the second-pass. In the turning region, Dean vortices shown in the stationary case transform into one large asymmetric vortex cell, and subsequent heat/mass transfer characteristics also change. As the rotation number increases, the heat/mass transfer discrepancy enlarges.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.677-683
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• 2015

하이브리드 로켓은 특정한 연소조건에서 10~30Hz 저주파수 연소불안정이 나타난다. 후연소실의 와류 흘림 현상이 저주파수 불안정 발생과 직접적인 관련이 있는 것으로 판단되며, 이를 확인하기 위하여 발광하는 연소가스의 후연소실 내부유동을 직접 촬영하여 광도 분석과 유동 가시화를 시도하였다. 저주파수 연소불안정이 발생하면 일정한 주기(~18Hz)를 갖는 광도 변화가 나타났으며, 압력교란(p')의 위상(phase)이 거의 일치하고 있어 비-음향 불안정임에도 불구하고 압력과 연소교란이 상호 간섭하고 있음을 확인하였다. POD에 의한 유동 모드 분석결과 안정한 연소가 발생하면 후연소실 유동은 공간적으로 상하 대칭 모드 형태를 이루지만 불안정 연소에서는 수직방향 경사각을 이루는 대칭축을 중심으로 변화하는 유동모드가 나타난다. 특히 3번 모드는 불안정 연소가 발생하는 경우에만 나타나는 유동 모드이다. 불안정 연소가 발생하는 경우에 수직선을 대칭으로 변하는 모드가 나타나는 것은 저주파수 연소불안정이 발생할 때 와류 흘림인 것으로 판단할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권4호
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• pp.310-319
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• 2016

If a spoiler was attached to the pipeline investigated in a previous study, a strong flow and vortex at the lower part caused scouring and thus an asymmetric pressure distribution, which assisted in the analysis of the self-burial structure where a down force was applied to the pipe. However, only the fluid-pipe interaction was considered, excluding the medium (seabed), when practically burying the pipeline. Thus, this study applied a numerical model (LES-WASS-2D) to directly analyze the non-linear interactions among the fluid, pipe, and seabed in order to perform numerical simulations of a pipeline with a spoiler installed on the seabed. This allowed the self-burial mechanism of a pipeline with a spoiler to be analyzed in the same context as the previous study that considered only the fluid-pipe interaction. However, when a pipeline was installed on the seabed, a strong flow and vortex were found at the front of the bottom, and a spoiler accelerated the fluid resistances. This hydraulic phenomenon will reinforce the scouring and down force on the pipeline. In the general consideration of the numerical analysis results by the specifications and arrangements of the spoiler, a pipeline with a spoiler was found to be the most effective for the self-burial function.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.71-76
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• 2008

본 연구에서는 아음속 영역에서 유도무기의 일반적 형상인 세장형 몸체를 갖는 서로 다른 선두부 형상의 두 모델을 이용하여 받음각에 다른 세장형 모델 윗면의 압력 분포를 측정하였다. 아음속 영역에서 서로 다른 선두부 형상을 갖는 두 모델의 받음각에 따른 공력실험 결과로 특정 받음각에서의 측력 및 요잉모멘트가 최대가 되는 것을 확인하였으며 비대칭 정상상태와 비대칭 비정상상태의 경계를 알 수 있었다. 또한 시간에 따른 측력, 항력 및 요잉모멘트의 결과로 같은 받음각이라도 선두부의 형상에 따라 안정성이 다른 결과를 보였다. 받음각에 따른 세장형 몸체 표면 압력 분포를 측정한 결과 받음각이 증가할수록 표면압력 분포는 비대칭적으로 형성됨을 알 수 있었다.

• 대기
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• 제15권1호
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• pp.17-25
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• 2005

A significant number of tropical cyclones move into the midlatitudes and go through transformation procedure into extratropical cyclones. This process is generally referred to as extratropical transition of the tropical cyclone. In this study, MIDULLE(0407) case is selected. A thorough analysis is made using the GDAPS analysis data and MTM (Moving-nest Typhoon Model) model output. It is found that during the extratropical transition an important dynamics in the environmetal flow field occurs in which colder, drier (warm, moist) air penetrates in the western (eastern) quadrant of MINDULLE's outer circulation, which in turn initiates an asymmetry in the distribution of wind and temperature of the tropical cyclone. Simulated MTM result also reveals similar properties as in GDAPS analysis data. MTM result shows the gradual transition to the asymmetric distribution of wind and thickness as the extratropical transition proceeds. It is also found that the warm core disappears during the extratropical transition stage. Also, vortex tube is shown tilting towards the west during the transition. And the precipitation expands poleward of the center and the maximum precipitation appears to the left of MINDULLE which is consistent to the observations.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.81-89
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• 2016

Numerical simulations are carried out for the fluid flow and particle transport around two nearby circular cylinders in a side-by-side arrangement. The present study aims to understand the effects of the particle Stokes number and the spacing between two cylinders on particle dispersion and deposition characteristics. Simulations are based on an Eulerian-Lagrangian approach where the motion of particles is calculated by a Lagrangian approach based on one-way coupling. Results show that the flow structure is very different depending on the cylinder spacing, eventually affecting the overall pattern of particle dispersion significantly. It is also found that particles with smaller Stokes number tend to be distributed more uniformly in the wake of two cylinders, being located even inside the vortex cores. Meanwhile, particle deposition is analyzed in terms of the deposition efficiency and deposition location. The deposition efficiency of particles strongly depends on the Stokes number, whereas it is slightly affected by the cylinder spacing. The deposition location gets wider as the Stokes number increases, and it becomes asymmetric about the center of each cylinder as the cylinders get close.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.251-255
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• 1999

Local field distribution in the mixed state of type II superconductors has been numerically calculated and compared with $^{11}$B NMR spectra for YNi$_2B_2C$ single crystals. We find that only small distortion of vortex positions from the perfect lattice points is enough to smear out the low frequency shoulder. As the vortices are further distorted, the line shape changes from an asymmetric shape with a high frequency tail to a symmetric Gaussian line shape. It is found that the second moment of the field distribution has a major contribution from the high frequency tail. Consequently, a linewidth of the full width at half maximum calculated from the second moment assuming for a Gaussian line shape is overestimated.