• 한국해양공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.23-27
• /
• 2011

This experimental study was performed to find rpms of the impeller and the surface flow accelerator to make a uniform velocity vertical distribution in the circular water channel. PIV technique was employed to measure the water velocity profiles into the water depth from the free surface. The number of instantaneous velocity profiles was decomposed into mean and turbulence velocity components, and the distribution of velocity fluctuation and turbulence intensity were computed for each experimental condition. From these results, the velocity uniformity was quantitatively determined to present the flow quality in the measuring section of the circular water channel. It has been shown that the proper operation of the surface flow accelerator would make the uniform velocity profiles and reduce the velocity fluctuation near the free surface.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권7호
• /
• pp.930-937
• /
• 2011

The characteristics of mean velocity and turbulence have been analyzed in the circular open channel flow using PIV measurement data for a wide range of water depth. The measured data are fitted to a velocity distribution function over the whole depth of the open channel. Reynolds shear stress and mean velocity in wall unit are compared with the analytic models for fully-developed turbulent boundary layer. Both the mean velocity and Reynolds shear stress have different distributions from the two-dimensional boundary layer flow when the water depth increases over 50% since the influence of the side wall penetrates more deeply into the free surface. The cross-stream Reynolds normal stress also has considerably different distribution in view of its peak value and decreasing rate in the outer region whether the water depth is higher than 50% or not.

• 설비공학논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.365-374
• /
• 2011

For the first time, the present study has measured the velocity distribution function in circular open channel flow in a three-dimensional shape using a stereoscopic PIV system. For a given channel slope, water depth was varied from 30% to 80% of the channel diameter. Then, the characteristics of the velocity distribution function was compared according to the change of the water depth. Unlike a rectangular channel, the present experiment exhibited quite different shapes in the velocity distribution function whether the water depth is higher than 50% or not. Especially, the position of maximum velocity in the central and side wall changes in a different manner for the water depth above 50%. By differentiating the velocity distribution function, local wall friction coefficient was evaluated as a function of wall position. If the water depth goes down, the difference between the maximum and minimum values in the local wall friction coefficient increases, and the averaged value a1so increases.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권7호
• /
• pp.921-929
• /
• 2011

We measured experimentally the properties of fluid dynamics, velocity fields, and the pressure, around stenotic obstruction located inside a circular channel structure. Particle image velocimetry system was employed to obtain velocity fields at the central section of the circular channel in the streamwise direction. The stenosis model used was made of acrylic material with different stenotic aspect ratios. The working fluid was water and it was returned by a centrifugal pump system. Pressure measurements were carried out to validate the effect of a narrow passageway. Results showed that the acceleration of gap flow through stenotic obstruction and the pressure drop in the recirculation regime behind the stenosis model can be observed.

• 한국해양공학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.40-45
• /
• 2007

This study was performed to investigate the effect of various propeller tunnel shapes on the propulsion performance of a fishing boat. The propeller tunnel reduces the problem resulting from the open propeller accidentally catching the waste net and cable on the sea, as well as increasing the cruising speed. For 3 different tunnel geometries, the model test is conducted in the circular water channel, and the potential based panel method was applied to analyze the hydrodynamic characteristics of propeller. Also, both results are compared with each other to represent the difference between results of the model scale test and the potential theory. It is expected that these results could be referenced in the design of the propeller tunnel in consideration of the hydrodynamic interaction between the propeller and the tunnel.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.335-344
• /
• 2011

곡면의 경계를 가지는 수로에서 비선형 파랑의 상호작용을 모의하기 위한 비정수압 자유수면 모형이 개발되었다. 제안된 모형은 비선형의 3차원 Navier-Stokes 방정식을 곡선좌표 영역에서 계산단계 분리법의 일종인 압력수정법에 의하여 수치적으로 해석된다. 특히, 연직방향으로 변형된 형태의 엇갈린 격자를 이용하여 상대적으로 간단하게 압력방정식과 자유수면 경계조건을 구성하였다. 개발된 모형의 수치해석 정확도는 2차원의 수치 파수조에서 파랑의 비선형 정도에 대하여 5차의 스토스우크스 해석해와 비교하였다. 본 모형의 실제적 적용은 원형의 수로에서 회절과 반사에 의해 변형되는 비선형 파의 변형에 초점을 맞추어 수행하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 경우를 제외하고 수치해석 결과는 비선형적인 영향을 고려하지 않은 해석해의 선형적인 중첩과 일치하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 모의를 통하여 본 모형은 원형의 수로에서 비선형 군파의 변형에관한 수치적인 모의 가능성을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권3호
• /
• pp.269-277
• /
• 1998

본 연구에서는 수리실험을 실시하여 만곡부의 흐름특성과 만곡부에서의 교각 주위 국부세굴형상, 최대 국부세굴심 등을 분석하였다. 또한, 기존의 세굴보호공법 중 원환에 의한 보호공법을 만곡부에 적용하여 세굴감소효과를 분석하였다. 180' 만곡수로에 대해 이동상 실험결과 본 실험조건에서는 최대 횡방향 하상경사가 150' 단면에서 발생하였으며, 원환에 의한 세굴감소효과는 유로 직선부에서 최대 40%, 만곡부에서는 150' 단면 외측의 경우 최대 44%의 감소효과를 보였다. 폭이 교각폭에 2배인 원환에 대하여 실험한 결과, 유로 직선부에서는 원환을 .02h(여기서 h는 수심)만큼 하상저면에 설치하였을 때 가장 효과적이었으며, 유로 만곡부에서는 0.1h 만큼 하상저면에 설치하였을 때 가장 효과적이었다.

• 물과 미래
• /
• 제28권2호
• /
• pp.155-168
• /
• 1995

본고는 개수로 마찰계수를 산정하거나 단면평균유속을 구하는 전통적인 방법의 경험식을 논의하였으며, 새로운 형태의 산정식을 제시하였다. 기존 경험식중 형태가 가능한 것은 차원의 일치를 기하기 위하여 수정하였으며, 등가조고를 도입하여 새로운 형태의 경험식을 제안하였다. 개수로에서의 마찰계수 분포도 원형판에서의 완난류 마찰계수 분포와 유사함을 고려하여 대부분의 관측자료는 완난류 구간에 드는 것으로 판단하였으며, 원형관 완난류 마찰계수 산정식을 수정하여 사각형 개수로 완난류 마찰계수 산정식을 개발하였다. 또한 차원의 일치를 이룬 새로운 형태의 경험식들을 포함하여 이들 산정식을 Bazin의 실험자료에 적용하여 비교 검토하였다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제34권1호
• /
• pp.21-29
• /
• 1998

In order to investigate the fish behavior in the water tank, the three dimensional positioning system with two CCD cameras was designed. The positioning system was tested at the vertical circulation water channel with observational part of 1,500L$\times$1,500W$\times$500H mm and the circular water tank with 2,050ø sub(1)$\times$1,850ø sub(2)$\times$400H mm. The observational error of vertical direction was larger than that of horizontal direction, and the observational error became enlarged in all directions according to the increase of depth and distance from the visual axis. The maximum observational errors of horizontal and vertical directions at the circulation channel ranged from -1.7 cm to 1.8 cm (2.4%) and zero to 2.1 cm (4.2%), respectively. But the errors of horizontal and vertical directions at the circular tank ranged from -1.3 cm to 1.3 cm (1.3%) and zero to 1.3 cm (3.3%), respectively.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.331-336
• /
• 2010

원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 $Re=1.0{\times}10^3$에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.