• 한국연초학회지
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• 제32권2호
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• pp.63-69
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• 2010

In the chemical, mineral and electronics, mechanically stirred tanks are widely used for complex liquid mixing processes. The paper present results from a computational fluid dynamics (CFD) model for the mixing tank in casing process. We used CFD software, FLUENT(Fluent, Inc, Lebanon, NH, version 6.2). A species transport model was used to model the problem. The flow patterns in a mixing tank, 1.6 m in diameter and 2.0 m in height, were studied using CFD. Numerical analysis results show that improved mixing tank was reduced low speed flow region and turbulent region in internal flow of mixing tank.

• Ocean Systems Engineering
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• 제12권2호
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• pp.247-265
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• 2022

In the present study, we focus on the CFD simulations for the performance and the rotor-generated wake of a model-scale wind turbine which was designed for wave tank experiments. The CFD simulations with fully resolved rotor geometry are performed using MARIN's community-based open-source CFD code ReFRESCO. The absolute formulation method (AFM) is leveraged to model the rotating wind turbine. The k - ω SST turbulence model is adopted in the incompressible Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) simulations. First, the thrust and torque coefficients, C_T and C_P, are calculated at different Tip Speed Ratios (TSR), and the results are compared against the experimental data and previous numerical results. The pressure distribution of the turbine blades at the 70% span is obtained and compared to the results obtained by other tools. Then, a verification study aiming at quantifying the discretization uncertainty of the turbine performance with respect to the grid resolution in the wake region is performed. Last, the rotor-generated wake at the TSR of 7 is presented and discussed.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권6호
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• pp.603-616
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• 2016

본 연구에서는 기상청 현업 국지기상모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS)과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모델을 접합하여, 서울 종로구 송월동에 위치한 지동기상관측소(서울 ASOS) 주변 지역의 기상 환경을 분석하였다. 토지 피복별 차등 가열이 도시 지역의 대기 흐름과 기온에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 시간 변화에 따른 토지 피복별 지표면 온도와 그림자 영역에 대한 지표면 온도 감소 효과를 고려하였다. LDAPS 모델은 상세한 건물, 지형, 지표면 가열 효과를 고려하지 못하기 때문에, 풍속을 과대모의 하고 기온을 과소 모의하였다. 건물과 지형의 마찰 효과와 태양 복사에 의한 지표면 가열을 고려할 수 있는 LDAPS-CFD 접합 모델은 서울 ASOS 지점의 관측 풍속과 유사한 풍속을 모의하였고, 관측 기온을 잘 재현하였다. 주로 동풍이 부는 오전 시간대에는 LDAPS-CFD 접합 모델 또한 기온을 과소모의 하였는데, 이는 서울 ASOS 지점의 풍상측(동쪽)에 위치한 경희궁 주변 지역에 주로 수목이 분포하고 있고, 표면 온도가 상대적으로 낮기 때문인 것으로 판단된다. 그러나, 주로 남동풍 계열의 바람이 부는 오후 시간대에는 풍상측에 위치한 건물의 표면 가열의 효과로 인해 서울 ASOS 지점의 관측 기온을 상대적으로 잘 모의하였다.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.69-75
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• 2016

기포크기는 다차원 이상유동에서 정확한 기포거동의 예측을 위해 중요한 인자이다. 현재 CFD 코드인 STAR CCM+에서는 유동채널에서 기포크기예측을 위해 역학적인 기포크기모델인 $S{\gamma}$ 모델을 제공하고 있다. 기포크기 예측을 위한 또 다른 모델로써 고압조건의 과냉 비등 실험인 DEBORA 실험을 바탕으로 개발된 Yun 모델이 있다. 본 연구에서는 상용 CFD 코드인 STAR CCM+ ver. 10.02를 이용하여 물-공기 이상유동에 대한 수치해석을 통해 $S{\gamma}$ 모델과 Yun 모델의 성능을 확인하고 평가하였다. 이를 위해 두 모델은 수직관에서의 물-공기 실험인 DEDALE 실험과 Hibiki 등의 실험에 대하여 평가되었다. 해석 결과 $S{\gamma}$ 모델은 이상유동 인자들을 합리적으로 예측하였으며, Yun 모델은 저압조건의 물-공기 유동에는 적합하지 않음을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제9권1호
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• pp.37-58
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• 2006

The paper describes a study about effects of upstream hills on design wind loads using two mathematical approaches: Computational Fluid Dynamics (CFD) and Artificial Neural Network (NN for short). For this purpose CFD and NN tools have been developed using an object-oriented approach and C++ programming language. The CFD tool consists of solving the Reynolds time-averaged Navier-Stokes equations and $k-{\varepsilon}$ turbulence model using body-fitted nearly-orthogonal coordinate system. Subsequently, design wind load parameters such as speed-up ratio values have been generated for a wide spectrum of two-dimensional hill geometries that includes isolated and multiple steep and shallow hills. Ground roughness effect has also been considered. Such CFD solutions, however, normally require among other things ample computational time, background knowledge and high-capacity hardware. To assist the enduser, an easier, faster and more inexpensive NN model trained with the CFD-generated data is proposed in this paper. Prior to using the CFD data for training purposes, extensive validation work has been carried out by comparing with boundary layer wind tunnel (BLWT) data. The CFD trained NN (CFD-NN) has produced speed-up ratio values for cases such as multiple hills that are not covered by wind design standards such as the Commentaries of the National Building Code of Canada (1995). The CFD-NN results compare well with BLWT data available in literature and the proposed approach requires fewer resources compared to running BLWT experiments.

• 한국해양공학회지
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• 제37권3호
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• pp.81-88
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• 2023

Maneuverability is a crucial factor for the safety and success of submarine missions. This paper introduces a mathematical model that considers the large drift and angle of attack motions of submarines. Various computational fluid dynamics (CFD) simulations were performed to adapt Karasuno's fishery vessel maneuvering mathematical model to submarines. The study also presents the procedure for obtaining the physics-based hydrodynamic coefficients proposed by Karasuno through CFD calculations. Based on these coefficients, the reconstructed forces and moments were compared with those obtained from CFD and to the hydrodynamic derivatives expressed by a Taylor expansion. The study also discusses the mathematical maneuvering model that accounts for the large drift angles and angles of attack of submarines. The comparison results showed that the proposed maneuvering mathematical model based on modified Karasno's model could cover a large range of motions, including horizontal motion and vertical motions. In particular, the results show that the physics-based mathematical maneuvering model can represent the forces and moments acting on the submarine hull during large drift and angle of attack motions. The proposed mathematical model based on the Karasuno model could obtain more accurate results than the Taylor third-order approximation-based mathematical model in estimating the hydrodynamic forces acting on submarines during large drift and angle of attack motions.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.585-591
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• 2014

본 논문의 주 목적은 프루드 수가 0.5 이상인 중형 경비정의 속도성능을 모형시험 이전에 CFD 결과를 바탕으로 기존의 모형시험자료를 활용하였다. 모형시험 이전에 CFD를 이용하여 선속 별로 추정된 제동마력이 주어진 엔진마력을 만족하는지를 평가 하였다. 대상선박은 선미가 서로 다른 두 가지 선형을 선정하였다. 점성 유동장 계산은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였으며, 자유수면과 자세 변화(동적 트림)를 모두 고려하였다. 알몸 선체의 저항 값은 CFD를 이용하여 추정되었다. 점성 유동 해석을 통해 두 가지 선형의 자유수면 파형, 압력분포, 한계유선 그리고 프로펠러 면에서의 속도분포를 비교하였다. 점성 유동 해석 결과를 바탕으로 두 가지 선형에 대한 유효마력 즉, 저항성능을 평가하였다. 부가물 부착에 따른 저항 증가량과 준추진효율 계수(ETAD, ${\eta}_D$)는 모형시험 자료를 활용하였다. 중형 경비정과 같은 고속선박에 관한 속도성능 추정법이 CFD와 기존 시험자료를 이용하여 개발되었다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.39-44
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• 2005

로터의 성능 예측 검증을 위해 tilt rotor aeroacoustic model(TRAM)에 대한 3차원 CFD 해석을 수행하였고 로터 파워 효과에 의한 영향을 분석하기 위해 수치해석을 행하였다. 수치 기법은 multiple reference method(MRF)와 sliding mesh technique을 사용하였다. TRAM 실험치와 비교 결과 정지 비행시에는 수치해석이 실험보다 적은 추력을 예측하였고 전진 비행시에는 실험결과와 매우 유사한 결과를 예측하였다. 로터효과를 고려한 비행체의 양력은 감소하고 항력 및 피칭 모멘트는 거의 변화가 없는 것으로 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제9권6호
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• pp.473-492
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• 2006

This paper presents numerical results of pedestrian-level wind environment around the base of a row of tall buildings by CFD. Four configurations of building arrangement are computed including a single square tall building. Computed results of pedestrian-level wind flow patterns and wind speeds are compared to previous wind tunnel measurement data to enable an assessment of CFD predictions. The CFD model uses the finite-volume method with RNG $k-{\varepsilon}$ model for turbulence closure. It is found that the numerical results can reproduce key features of pedestrian-level wind environment such as corner streams around corners of upwind building, sheltered zones behind buildings and channeled high-speed flow through a building gap. However, there are some differences between CFD results and wind tunnel data in the wind speed distribution and locations of highest wind speeds inside the corner streams. In locations of high ground-level wind speeds, CFD values match wind tunnel data within ${\pm}10%$.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.513-514
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• 2006

A CFD analysis for a thermal mixing experiment during steam jet discharge was performed to develop the analysis methodology for the thermal mixing between steam and subcooled water and to find the optimized numerical method. In the CFD analysis, the steam condensation phenomena by a direct contact was modelled by the so-called condensation region model. The comparison of the CFD results with the test data showed a good agreement as a whole, but a small temperature difference was locally found at some locations. However, the commercial CFD code of CFX4.4 together with the condensation region model can simulate the thermal mixing behaviour reasonably well when a sufficient number of mesh distribution and a proper numerical method are adopted