• 대한조선학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.688-698
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• 2009

In this paper, the steady lift force acting on a slender body moving beneath regular wave systems of arbitrary wavelengths and directions of propagation is considered. The momentum conservation theorem and the strip method are used to obtain the hydrodynamic forces acting on the body and affecting its motions on the assumption that the body is slender. In order to obtain the vertical steady force acting on it, or the free surface suction force, the second-order hydrodynamic forces caused by mutual interactions between the components of the first-order hydrodynamic forces are averaged over time. The validity of the method is tested by comparison of the calculated results with experimental data and found to be satisfactory. Through some parametric calculations performed for a typical model, some useful results are obtained as to the depth of submergence of the body, wavelengths, directions, etc.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.9-18
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• 2024

In-vessel retention through external reactor vessel cooling (IVR-ERVC) is a severe accident management (SAM) strategy that has been adopted and used in many nuclear reactors such as AP1000, APR1400, and light water reactor etc. Some reactor accidents have raised concerns about nuclear reactors among residents, leading to a decrease in residents' acceptability and many studies on SAM are being conducted. Experiments on IVR-ERVC are almost impossible due to its specificity, so fluid characteristics are analyzed through BALI experiments with similar condition. In this study, computational fluid dynamics (CFD) via Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) and large eddy simulation (LES) for BALI experiments were performed. Steady-state CFD analysis was performed on three turbulence models, and SST k-ω model was in good agreement with the experimental measurement temperature within the maximum error range of 1.9%. LES CFD analysis was performed based on the RANS analysis results and it was confirmed that the temperature and wall heat flux for depth was consistent within an error range of 1.0% with BALI experiment. The LES CFD analysis results were compared with those of the Lagrangian-based solver. LES matched the temperature distribution better than SOPHIA, but SOPHIA calculated the position of boundary between stratified layer and convective layer more accurately. On the other hand, Lagrangian-based solver predicted several small eddy behaviors of the convective layer and LES predicted large vortex behavior. The vibration characteristics near the cooling part of the BALI experimental device were confirmed through Fast Fourier Transform (FFT) investigation. It was found that the power spectral density for pressure at least 10 times higher near the side cooling than near the top cooling.

• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.575-584
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• 2020

Electromagnetic (EM) waves used to send signals under seawater are normally restricted to low frequencies (f) because of sudden exponential increases of attenuation (𝛼) at higher f. The mathematics of EM wave propagation in seawater demonstrate dependence on relative permeability (𝜇_r), relative permittivity (𝜀_r), conductivity (𝜎), and f of transmission. Estimation of 𝜀_r and 𝜎 based on the W. Ellison interpolation model was performed for averaged real-time data of temperature (T) and salinity (S) from 1955 to 2012 for all oceans with 41 088 latitude/longitude points and 101 depth points up to 5500 m. Estimation of parameters such as real and imaginary parts of 𝜀_r, 𝜀_r', 𝜀_r", 𝜎, loss tangent (tan 𝛿), propagation velocity (V_p), phase constant (𝛽), and α contributes to absorption loss (L_a) for seawater channels carried out by using normal distribution fit in the 3 GHz-40 GHz f range. We also estimated total path loss (L_PL) in seawater for given transmission power P_t and antenna (dipole) gain. MATLAB is the simulation tool used for analysis.

• 물과 미래
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• 제21권1호
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• pp.67-76
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• 1988

수심에 대하여 평균을 취한 2차원 연속방정식 및 운동방정식에 Galerkin형 유한요소법이 적용되어 개수로 단면급확대부의 순환현상을 해석하였다. 모형의 타당성실험이행하여진 단순한 수로에서의 파동실험결과, 본 모형이 L2오차 0.5% 이내에서 만족스럽게 수렴학 있으며, 댐파괴시 수면곡선해석에서도 수치해와 정확도가 거의 일치하는매우 양호한 결과가 도출되어 모형의 타당성 및 유용성이 제시된다. 순환흐름 해석시 초기조건으로 주수로부의 흐름을 정의하는 새로운 조건이 도입되어 이용되었고, 측벽경계조건으로는 Neumann 조건 이외에 slip 조건을 취하여 실험한 결과 slip 조건이 no-slip 조건일 때의 강한 경계층을 배제하는 타당한 측별경계조건으로 판단된다. 본 모형을 개수로단면급확대부에 적용한 결과 하상마찰 및 유효전단에 기인된 난류의 영향은 크지 않은 반면 이송가속도는 순환흐름에 지대한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.159-164
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• 2008

본 연구에서는 경상남도 양산시를 통과하여 흐르는 양산천 유역에서의 홍수범람을 3차원 공간정보를 이용하여 모의하였다. Saint-Venant 방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 지배방정식의 선형항은 풍상차분기법을 이용하여 해석하였고 비선형항을 해석하기 위해서 Leap-frog 기법을 사용하였다. 홍수빈도에 따른 수치모의 결과는 3차원으로 가시화 되어 웹(web)상에서 제공되며 결과를 3차원적으로 가시화를 시킴으로서 2차원 도면상에 표시하여 제공하는 수치모의결과보다 대상 행정기관의 업무능률 향상과 대민서비스의 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 본 연구를 통해 얻어진 수치모의 결과는 GIS를 이용한 3차원 홍수지도 작성에 사용될 수 있으며, 각 지방자치단체에 제공하므로서 홍수로 인한 피해를 감소시키는데 효율적일 것이다.

• 물과 미래
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• 제24권4호
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• pp.41-48
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• 1991

본 연구는 2차원비선형 동수역학방정식을 이용하여 가막만의 조류의 특성을 해석하였다. 사용된 기초방정식은 Navier-Stokes의 운동 및 연속방정식이 이용되었고, 방정식을 구성하는 각항의 특성에 관해 상세하게 살펴본 후, 그것을 음적차분법을 사용하여 수치해석하였다. 수치모델은 2차원 단층모델로 구성하였으며, 수립된 수치모델을 가막만에 적용하여, 해의 안정성과 수렴성을 검토하였으며, 모델의 결과와 현지의 관측치를 비교하여 수치모델의 재현성을 검토하였다. 본 수치실험결과 다음의 것들이 증명되었다. I) 실측치와 비교해서 조류의 유향, 유속에 대해서 재현성은 양호하게 나타났으며, II) 안정해를 얻기위한 조석주기는 4주기었다. 또한, III) 조도계수는 C=(1/n)$h^{1/6}$으로 충분히 나타낼수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.94-101
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• 1994

해상에 누출된 기름의 거동은 크게 초기확산, 수평이동 그리고 풍화과정으로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 초기확산과 수평이동을 고려하는 단기예측모델을 개발하여 경기만에 적용하였다. 누출된 기름의 초기확산과정에서는 Fay의 3단계 분류법에 근거한 경험식으로 확산반경을 추정하고, 수평이동과정에서는 바람과 $M_2$조석을 고려하여 기름의 이동을 추정 하였다. 조석 수치모델을 위해서 깊이방향으로 적분된 운동방정식을 사용하였고, 수치 계산을 위해 교차 격자체계를 채택하였다. 시간전개를 하는 방법으로 양해법과 중간시간전개법을 이용하여 그 계산결과를 서로 비교하였다. 수치해의 정확도를 검증하기 위하여 간단한 직사각형 유체영역에 먼저 수치모델을 적용한 다음, 실제 계산영역인 경기만에 적용하였다. 또한, 사고 발생시간과 누출장소, 누출된 양과 누출 지속시간, 바람의 크기와 방향을 입력하면 기름의 이동방향과 오염지역 그리고 해안선의 오염정도를 가시화할 수 있는 기능을 단기 예측모델에 포함 시켰다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.317-324
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• 1994

팔당호의 순환이 수치적으로 해석되었으며 이는 팔당호에 유입되는 오염물과 토사의 확산과 농도의 예측도구의 개발을 위한 단계이다. 2차원 수심적분 지배방정식의 차분화에는 Abbott의 3-단계시간 수치기법과 비선형항에는 시간, 공간적으로 중앙처리한 반복기법을 사용하였다. 모형의 매개변수인 전단응력과 와확산계수는 관측자료를 이용 결정하였다. 평상시 정상류의 유속 계산결과는 바람의 영향을 고려했을 때 실측치에 보다 근접하는 것으로 나타나 이는 정확한 순환해석을 위해서는 바람의 영향을 포함시킴이 필요함을 시사한다. 홍수파의 유입과 팔당댐 방류로 인한 부정류에 대한 모의는 물리적으로 타당한 결과를 제공하여 본 연구의 모형은 바람의 영향을 포함한 부정류 순환현상의 예측도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권3호
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• pp.72-78
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• 2013

The turbulent flow behavior of air supply and exhaustion in the Shin-gum-ho subway station is analyzed for ordinary and emergency state. The depth of Shin-gum-ho station is 43.6m which consists of the island-type platform(8th floor in underground) and a two-story lobby (first & second floor in underground). An emergency stairway connects between the platform and the lobby. Ventilation operation mode for ordinary state is set up as a combination of air supply and exhaustion in the lobby and platform, while for emergency state it is set up as a full air supply in the lobby and a full exhaustion in the platform. The entire station is covered for simulation. The ventilation diffusers are modeled as 95 square shapes of $0.6m{\times}0.6m$ in the lobby and as 222 square shapes of $0.6m{\times}0.6m$ and 4 rectangular shapes of $1.2m{\times}0.8m$ in the platform. The total of 7.5million grids are generated and whole domain is divided to 22 blocks for MPI efficiency of calculation. Large eddy simulation(LES) is applied to solve the momentum equation and Smagorinsky model($C_s$=0.2) is used as SGS(subgrid scale) model. The time-averaged velocity fields are compared to experimental data and show a good agreement with it.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.60-66
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• 2012

One of commonly physical phenomena encountered in pump sump systems in which its significant influence to the hydraulic performance of pump system plays an important role in the field of fluid engineering, is the appearance of free surface and submerged vortices. In this paper, a study of the vortices behavior and their formative mechanism of asymmetry is considered in this paper by using numerical approach. The Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and k-omega Shear Stress Transport turbulence model used to describe the properties of turbulent flows, in company with VOF multiphase model, are implemented by Fluent code with multi-block structured grid system. In the numerical simulation, the calculated elevation of air-water interface and vortex core contours are used to classify visually surface vortices as well as submerged vortices. It is shown that the free surface vortex is identified by the concavity of liquid region from the free surface and swirling flow at that own plane. To investigate the distinctive behavior of these vortices corresponding to each given flow rate at the same water level, some numerical testing of them are considered here in such a manner that the flow pattern of surface vortex are obtained similarly to the obtained results from experiment. Furthermore, the influence due to the change of grid refinement and the variation of depth of the concavity are also considered in this paper. From that, these influential factors will be implemented to design a good pump sump with higher performance in the future.