• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.405-413
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• 2001

The present study investigates convective heat/mass transfer and flow characteristics inside a rotating two-pass rectangular duct. A naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The objective of this study is to determine the effects of turning geometry with rotation for 0.0$\leq$Ro$\leq$0.24. The results reveal that the sharp-turn corner has the larger pressure drop and lower heat transfer in the post-turn region than those of the round-turn corner. The strong secondary flow enhances heat transfer for the round-turn corner. Coriolis force induced by the rotation pushes the high momentum core flow toward the trailing wall in the first passage with radially outward flow and toward the leading wall in the second passage with radially inward flow. Consequently, the high heat transfer rates are generated on the trailing surface and the leading surface in the first and second passage, respectively. However, the strong secondary flow due to the turning dominates the flow pattern in the second passage, thus the heat transfer differences between the leading and trailing surfaces are small with the rotation.

• 설비공학논문집
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• 제18권5호
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• pp.443-450
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• 2006

The present study has been conducted to investigate the effects of rotation on heat/mass transfer and pressure drop characteristics in a two-pass square duct with and without discrete ribs. For stationary cases, the heat/mass transfer on the surfaces with and without discrete ribs is almost the same or reduced. For rotating cases, the gap flow affects differently the heat/mass transfer on leading and trailing surfaces with discrete ribs. On the leading surface of the first pass, the heat/mass transfer is slightly enhanced due to generating strong gap flow. On the trailing surface of the first pass, however, the heat/mass transfer is much decreased because the gap flow disturbs impingement of main flow. The phenomenon, that is, the heat/mass transfer discrepancy between the leading and trailing surfaces is distinctly presented with the increment of rotation number. The friction losses on each surface with discrete ribs are reduced because the blockage ratio decreases for both non-rotating and rotating cases. Therefore, high thermal performance appears in a duct with discrete ribs.

• 한국항만학회지
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• 제9권2호
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• pp.25-38
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• 1995

The wind generated circulation model describes the phenomenon based on the following physical assumptions: a) As the horizontal dimension of the flow domain is several orders of magnitude larger than vertical dimension, nearly horizontal flow is realistic. b) The time taken for circulation to develop may effect on the flow domain of the earth's rotation, the contribution of the Coriolis force. c) A flow domain of large dimension results in quite large Reynolds number and the Reynolds stresses are approximated by the turbulent mean velocity gradient. d) The circulation is forced by the shear stresses on the water surface exercised by the wind. Modification made to the depth average approximation of the convective terms and the bed shear stress terms by adopting a certain distribution of current over the depth and laboratory measurements for the bed shear expression. Modification circulation patterns, energy evolution and surface profile gave the significant differences comparing with the classical model results. The modified model results in higher free surface gradients balancing both the free surface shear and the bed shear and consequently to higher surface profiles along the coast.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권2호
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• pp.147-174
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• 2005

본 연구에서는 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 행성간 자기장(IMF)의 방향과 세기 그리고 고도에 따라 여름철 남반구 고위도 하부 열권의 바람에 작용하는 운동량 강제력을 정량적으로 구하였다. 그리고 이들을 서로 비교 분석함으로써 IMF 조건과 고도에 따른 고위도 하부 열권의 풍계(wind system)를 유지시켜주는 주된 물리적인 과정을 살펴보았다. 고위도 하부 열권(<180km)에서 양($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$|)또는 음($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|)의 IMF By 조건인 경우에 운동량 강제력 차이, 즉 IMF 기준치 ${\neq}$ 0 일 때와 IMF 기준치=0 일 때의 운동량 강제력 차이(difference momentum force)는 자기위도 -80$^{\circ}$에서 최대값을 가지면서 극관과 오로라 영역에 국한된 단순한 형태의 분포를 보인다. 그리고 IMF $B_z$ 성분이 양과 음일 때 강제력 차이의 세기는 비슷하지만 분포양상은 반대방향을 취한다. 한편 IMF $B_z$가 양($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) 또는 음($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|)인 조건인 경우에는 강제력 차이가 아오로라(subauroral) 위도까지 분포하며 IMF $B_z$가 양 또는 음의 조건일 때 보다 복잡한 구조를 보인다. 그리고 IMF $B_z$가 음인 경우의 강제력 차이가 양인 경우보다 더 크며 반대방향으로 작용한다. 125km 보다 더 높은 고도(>125km)에서 바람차이를 결정하는 주된 강제력은 기압경도력, 전향력, 수평이류 그리고 비발산 성분이 강한 Pedersen 이온항력인 것으로 확인되었다. 고도 약 125km 에서는 이 네 가지 힘에 더불어 비회전 성분이 강한 Hall 이온향력과 극관내 의 연직 이류가 지역과 시간에 따라 바람차이의 형성에 작용한다. 한편 고도 108-125km 에서는 IMF $B_z$ 조건일 경우의 극관영역을 제외하고는 기압경도력, 전향력 그리고 Hall 이온항력이 이 고도에서의 바람차이를 유발시키는 주된 강제력으로 작용한다. 고도 108km 이하에서는 기압경도력과 전향력이 균형을 이루어 지균 운동을 유지시킨다. IMF-$\overline{B}_y$의존 MLT 평균 운동량 강제력들은 이온항력을 제외한 다른 모든 남북성분이 동서성분에 비해 더 강하게 중성대기에 작용하는 것으로 확인되었다. 108-125km의 고도에서 IMF B?가 음인 경우에 이온항력은 하강운동 및 단열압축가열과 관련된 시계방향의 온난순환(warm circulation)을 극관 내에 형성시킨다. 반면 IMF $B_y$가 양인 경우에는 극관 내에 상승운동 및 단열팽창냉각과 관련된 반시계방향의 한랭순환(cold circulation)을 형성시킨다. 이온항력은 IMF $B_z$가 음인 경우에는 새벽영역에 상승운동과 관련된 반시계방향의 한랭순환을, 반면에 IMF $B_z$가 양인 경우에는 새벽영역에 하강운동과 관련된 시계방향의 온난순환을 형성시킨다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권4호
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• pp.441-448
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• 2004

A numerical study was conducted to show the effect of aspect ratio on the analogy of the developing laminar flows between in orthogonally rotating straight duct and in a stationary curved duct of rectangular cross-section. In order. to clarify the similarity of two nows, dimensionless parameters (equation omitted) and Rossby Ro= $w_{m}$$\Omega$ $d_{h}$, in a rotating straight duct were used as a set corresponding to Dean number, (equation omitted), and curvature ratio, λ=R/ $d_{h}$, in a stationary curved duct. Four. different aspect ratios A=0.25, 0.5, 2 and 4 were considered. Under the condition that the magnitudes of Ro and λ were large enough to satisfy the 'asymptotic invariance property' and the aspect ratio was larger than 1, there were strong quantitative similarities between the two flows such as flow patterns, friction factors, and maximum axial velocity magnitudes fur the same values of $K_{LR}$ and $K_{LC}$ . On the other hand, as the aspect ratio decreased below 1 (A=0.25 and 0.5), the difference of the secondary flow intensity between these two flows was enhanced and therefore the analogy of two flows was not so evident as that of the larger aspect ratio (A=2 and 4). 4).nd 4).

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.583-591
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• 2014

The mathematical modeling on the free vibration and stability of a multi-stepped shaft of turbo compressor is performed in this study. The multi-stepped shaft is modeled as a non-uniform Timoshenko beam supported by anisotropic bearings. It is assumed that the shaft is spinning with constant speed about its longitudinal axis and subjected to a conservative axial force induced by front and rear impellers attached to the shaft. The structural model incorporates non-classical features such as transverse shear and rotary inertia. A structural coupling between vertical and lateral motions is induced by Coriolis acceleration terms. The governing equations are derived via Hamilton's variational principle and the equations are transformed to the standard form of an eigenvalue problem. The implications of combined gyroscopic effect, conservative axial force, bearing stiffness and damping are revealed and a number of pertinent conclusions are outlined. In this study analytical results are compared with those from ANSYS finite element analysis and experimental modal testing.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.134-140
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• 2016

본 연구는 항력을 고려한 탄도미사일의 비행궤적 특성에 대한 해석이다. 탄도미사일은 대부분 대기권 밖에서 초고속으로 비행하고 RCS가 작기 때문에 요격이 어렵다. 특히 부스트 및 종말단계에서는 급격한 항력의 변화에 따라 속도의 변화가 매우 커진다. 따라서 성공적인 탄도미사일 방어체계를 구축하기 위해서는 탄도미사일의 비행궤적 해석 시 항력 특성을 반드시 고려해야 한다. 이러한 관점에서 본 연구는 항력에 대한 특성을 분석하고, 이를 고려하여 스커드 B, C 및 노동미사일의 비행궤적 특성을 도출하였다. 탄도미사일의 비행궤적 모델은 지구 자전에 의한 코리올리힘과 원심력을 반영하였으며, 탄도미사일의 제원은 공개된 자료를 활용하였다.

• 한국해양학회지
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• 제25권4호
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• pp.161-181
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• 1990

폭풍 및 온대성 저기압 통과시 한국 연안에서 관측된 해일을 시뮬레이션하기 위하여 수 치모델을 개발하였다. 사용된 폭풍은 브렌타(Brenda, 1985), 베라(Vera, 1986), 셀마 (Thelma, 1987)이고, 저기압은 1986년 1월 1-6일사이에 발달한 것이다. 폭풍통과시 시뮬레 이션에 결과는 관측치와 잘 일치하나 온대성 저시압시는 상당한 차이를 보였다. 시뮬레이션 에서 폭풍중심부근에서는 저기압 효과에 의해 양의 해면이 그리고 푹풍후측에는 바람 응력 에 의해 음의 해면이 나타났다. 음의 해면영역은 길게 늘어진 gyre 모양을 하며 여기 에는 반 시계방향으로 해수 순환운동이 존재한다. 이운동은 푹풍이 지나간 후 해면이 재정리되는 단계에서 해면 경로로 인한 압력경로력과 코리오리의 힘이 균형을 이루고 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.187-207
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• 2019

고성능 해양모델을 개발하기 위하여 적시 컴파일(Just-In-Time) 언어인 줄리아 언어를 사용하였고, 운동량 방정식의 해를 구하기 위해 연속완화법으로 푸아송 방정식을 푸는 코드를 작성하였다. 다음으로, 줄리아 계산 코드를 시험하기 위하여 두 가지의 모델을 구축하였다. 첫 번째로, 일정한 유량의 생성/소멸(source/sink) 조건을 시험하기 위해 단순한 수로 형태를 모델링하였고, 두 번째로, 조석 외력(tidal forcing) 및 전향력(Coriolis force), 난류확산계수로 인한 효과 등을 시험하기 위해 황해(Yellow Sea)를 단순화하여 모델링하였다. 모델은 두 가지 시나리오 안에서 총 8개의 실험안으로 테스트되었다. 테스트 결과, 시나리오 1에서 3가지 실험안의 수심 평균된 유속은 이론 값에 완벽하게 수렴하였고, 해저마찰로 인한 수직적 유속 구배를 잘 보여주었다. 또한 시나리오 2에서는 황해의 무조점과 우리나라 서해 중부와 남부 연안의 조석 특성을 잘 재현하였고, 전향력과 수직 난류확산계수에 따른 결과의 차이를 잘 보여주었다. 따라서, 줄리아 언어를 이용한 해양모델을 개발하는 데에 성공하였다고 판단되며, 이는 해양모델이 고전적인 컴파일 언어에서 적시 컴파일 언어로 성공적으로 넘어가는 단계에 오게 됐다는 것을 시사한다.

• 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.