• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.11-22
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• 1999

A numerical prediction method has been proposed to predict non-linear free surface oscillation in a three-dimensional container. The fluid motions are numerically predicted with Navier-Stokes equations discretized in a Lagrangian scheme with sufficient numerical accuracy. The profile of a free surface is precisely represented with three-dimensional body-fitted coordinates (BFC), which are regenerated in each computational step on the basis of the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation. In order to confirm the reliability of the computational method, it was firstly applied to three-dimensional flows within complicated-shaped rigid boundaries, such as curved pipes and ducts. Than it was applied to benchmark computations related to free surface oscillations. Following these basic verifications, non-linear sloshings in a cylindrical tank and transitions from sloshing to swirling motions were numerically predicted. Throughout these computations, the applicability of the present computational method has been confirmed and some of the predicted free surface motions were visualized as sequential images and animations to understand their dynamic futures.

• 한국전산유체공학회지
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• 제2권1호
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• pp.117-128
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• 1997

Effects of dam and weir on the fluid flow and behavior of inclusions in the continuous casting tundish have been studied using the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique. Inclusions affecting the quality of steel products have been considered to be passive: the fluid flow has been obtained for unstaggered grid points defined on body-fitted generalized cuvilinear coordinates with no attention on inclusions, and the spatial propagation of inclusions has been determined by using the flow field data. The result show that the dam and weir direct the flow to the free surface and increase the residence time of inclusions significantly, and thereby that inclusions have much more chance to be floated to the free surface of the tundish where it is eliminated. It is also found that they offer more margin on the geometric design of exit nozzles connected to moulds. This finding is particularly important for twin casting operations where the quality of steel products from the two moulds be kept uniformly.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.1-10
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• 1997

본 연구는 실제 선박 주위의 점성 유동에 대해 RANS방정식을 사용하여 해석함으로써 그 계산 방법의 타당성 및 선형 설계에의 유효성을 입증하고, 모형선 크기에 따른 점성 유동의 영향, 즉 척도효과에 대한 기초 연구를 목적으로 하였다. 높은 레이놀즈수에서의 난류유동을 계산하기 위해 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 채용하였으며, 물체 근처에서는 벽법칙을 사용하였다. 선체의 3차원 형상을 효과적으로 처리하기 위해 물체적합좌표계를 이용하여 실제영역에서 유도된 지배방정식을 계산영역으로 변환시켰으며, 유한체적법을 사용하여 이산화시켰다. 압력 계산은 SIMPlE법을 사용하였으며, 이산화된 식들은 TDMA를 이용한 선순법으로 해를 구하였다. 실제 계산대상 선박은 4410 TEU급 콘테이너 운반선과 50,000 DWT급 살물 운반선으로 모형선 크기와 실선 크기에 대해 점성유동을 해석하여 비교하였으며, 모형선에 대해서 저항시험, 프로펠러 면에서의 반류분포 조사 시험, 그리고 한계유선 조사시험을 수행하여 계산결과와 비교 검토하였다. 계산결과는 선미 유동장에서의 평균속도와 압력 분포에 있어서 선미 형상에 따른 효과와 척도효과를 잘 묘사하고 있다. 특히, 계산된 프로펠러 변에서의 반류분포와 선체 표변에서의 한계유선 분포는 실험과 정성적으로 잘 일치하고 있으며, 점성저항 추정에 있어서는 실험 값과 ${\pm}5%$ 이내로 예측하고 있음을 보여 주고 있어 선형 개발의 설계 도구로 활용될 수 있음을 알 수 있다.