• 대한기계학회논문집A
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• 제33권4호
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• pp.310-320
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• 2009

피닝잔류응력은 통상 XRD 실험법으로 측정되며, 다양한 X-선 조사면적들에서 면적평균해를 준다. 해석연구들 대부분 단일절점 해석해를 소개할 뿐 면적평균해를 전혀 고려하지 않고 있다. 따라서 XRD 실험해와 큰 차를 갖는 것은 자명하다. 이에 본 연구에서는 3차원 다중충돌 대칭-셀 모델을 활용해, 면적평균 피닝잔류응력해를 얻었다. 대칭-셀은 통합인자와 소성숏을 포함하며, 숏피닝 현상 들이 충분히 반영된다. 대칭-셀 A-D 네 충돌위치 에서 4-절점평균해를 얻었으며, 대칭-셀의 각 단면 ($0.4mm{\times}0.4mm$)에 포함된 전체절점에서 면적평균 해를 얻었다. 그리고 해석해들을 XRD 실험해와 비교했다. 소성숏 면적평균해가 4-절점평균해보다 XRD 실험해로의 근접성이 뛰어났다. 또한 양축 등가응력으로의 완벽한 수렴성을 보였다. 이로써 면적평균해에 기초한 유한요소 알멘선도를 구해, 유한요소 아크하이트, 유한요소 피닝커버리지 및 투사속도들간의 관계식들을 유도하였다. 유한요소 알멘선도는 김태형과 이형일이 정리한 실험적 알멘선도의 추이를 따랐으며, 그 유효성이 한층 향상됐다. 유도식들을 활용하여, 주요 피닝소재들 AISI4340, AISI4140, SPS8에서 유한요소 면적평균 해들을 얻고 XRD 실험해들과 비교했다. 피닝소재 모두에서 표면 및 최대압축잔류응력, 변형깊이가 실험해와 잘 일치하여, 피닝부품들의 잔류응력해 예측에 유한요소 알멘선도가 매우 유용함을 확인 했다. 이상과 같이 본 연구의 면적평균해가 실제 XRD 잔류응력 측정해를 매우 잘 따른다는 점에 주목되며, 궁극적으로 실재하는 숏피닝 잔류응력 평가를 위한 체계적인 해석방법임을 확인했다.

• 상하수도학회지
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• 제27권2호
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• pp.177-184
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• 2013

This study analyzed the hydraulic characteristics of a venturi flume with a circular cone using a 3-D numerical model which uses RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equation) as the governing equation. The venturi flume with the circular cone efficiently measures the discharge in the low-flow to high-flow range and offers the advantage of accurate discharge measurements in the case of a low flow. With no influence of the tail-water depth, the stage-discharge relationship and the flow behaviors were analyzed to verify the numerical simulation results. Additionally, this study reviewed the effect of the tail-water depth on the flow. The stage-discharge relationship resulting from a numerical simulation in the absence of an effect by the tail-water depth showed a maximum margin of error of 4 % in comparison to the result of a hydraulic experiment. The simulation results reproduced the overall flow behaviors observed in the hydraulic experiment well. The flow starts to become influenced by the tail-water depth when the ratio of the tail-water depth to the total head exceeds approximately 0.7. As the ratio increases, the effect on the flow tends to grow dramatically. As shown in this study, a numerical simulation is effective for identifying the stage-discharge relationship of a venturi flume with various types of venturi bodies, including a venturi flume with a circular cone.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.20-26
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• 2019

강이나 하천 폭 전체에 걸쳐 수리구조물을 설치하는 경우에는 대개 하상보호공을 설치한다. 하지만 하상보호공직하류부에 있는 하천하상이 상류부의 흐름영향으로 인해서 유실되는 국부세굴현상이 발생한다. 이와 같은 국부세굴은 흐름방향 경계지점의 흐름 및 난류특성과 하상토의 재질 등에 지배적이며, 시간의 경과에 따라서 점차적으로 위험할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이동상 모형실험을 통해 분석된 시간변화에 따른 하상보호공 하류부 국부세굴공 내부의 난류성분을 3차원 수치해석모형인 OpenFOAM의 적용결과와 비교하고 국부세굴공발달의 주요인자라고 알려져 있는 수심 적분된 상대난류강도 값의 흐름방향별 분포를 분석하였다. 또한 이 결과와 함께 하상전단응력 및 Shields parameter와 비교하여 세굴공의 안정화에 대하여 분석하였으며 추가적으로 초기 난류유입조건을 변화시켜 그 결과를 비교하였다. 그 결과 세굴공의 최대발생깊이는 유속의 크기보다는 오히려 수심 적분된 상대난류강도의 크기에 따라 지배적으로 발달하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해서 향후 하상보호공 하류부에서 발생 가능한 국부세굴공을 저감하거나 방지하기 위해서는 수심 적분된 상대난류강도를 조절할 수 있는 설계나 시공 혹은 수문조절이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2B호
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• pp.165-173
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• 2011

본 연구에서는 평수위면을 따라 하안림을 조성할 경우 발생할 수 있는 흐름특성의 변화를 검토하기 위하여 FESWMS FST2DH 모형을 이용하였다. FESWMS 모형은 개별 수목에 작용하는 항력을 직접 계산하여 수목으로 인한 흐름저항의 증가를 계산하고, 식재부와 비식재부 영역간의 운동량 교환을 포물선형 난류모형으로 비교적 정확히 해석할 수 있는 수심평균 2차원 수치모형이다. 모형의 적용성 검증을 위하여 홍수터 식재후 횡방향 유속변화 수리실험 결과와 비교하였고, 두 가지 수목밀도의 경우 모두 계산 유속은 실측 유속과 잘 일치하였다. 실제 하천내 수목 식재구역에 적절한 Manning 계수를 적용함으로써 식재후 수위 및 유속변화를 추정하는 기존 방법은 본 연구결과와 비교하여 홍수위 변화는 거의 유사한 결과를 나타내었으나, 식재부 유속 산정에는 다소 차이가 발생함을 확인하였다. 본 연구에서 수행된 수목영향 평가절차는 향후 하천내 수목식재를 계획할 경우 실무적으로 널리 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제6권1호
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• pp.47-52
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• 2006

The objective of this study is to evaluate the effects of size and permittivity on the specific absorption rate(SAR) values of rat brains during microwave exposure at mobile phone frequency bands. A finite difference time domain (FDTD) technique with perfect matching layer(PML) absorbing boundaries is used for this evaluation process. A color coded digital image of the Sprague Dawley(SD) rat based on magnetic resonance imaging(MRI) is used in FDTD calculation with appropriate permittivity values corresponding to different tissues for 3, 4, 7, and 10 week old rats. This study is comprised of three major parts. First, the rat model structure is scaled uniformly, i.e., the rat size is increased without change in permittivity. The simulated SAR values are compared with other experimental and numerical results. Second, the effect of permittivity on SAR values is examined by simulating the microwave exposure on rat brains with various permittivity values for a fixed rat size. Finally, the SAR distributions in depth, and the brain-averaged SAR and brain 1 voxel peak SAR values are computed during the microwave exposure on a rat model structure when both size and permittivity have varied corresponding to different ages ranging from 3 to 10 weeks. At 900 MHz, the simulation results show that the brain-averaged SAR values decreased by about 54 % for size variation from the 3 week to the 10 week-old rat model, while the SAR values decreased only by about 16 % for permittivity variation. It is found that the brain averaged SAR values decreased by about 63 % when the variations in size and permittivity are taken together. At 1,800 MHz, the brain-averaged SAR value is decreased by 200 % for size variation, 9.7 % for permittivity variation, and 207 % for both size and permittivity variations.

• 산업기술연구
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• 제20권A호
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• pp.139-148
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• 2000

A numerical model is represented to calculate the wave fields such as the reflected waves, the transmitted waves, and depth averaged velocities over submerged breakwaters for the normally incident wave trains of nonlinear monochromatic wave. The numerical model is correctly formulated by using both the finite amplitude shallow water equations with the effects of bottom friction and the explicit dissipative Lax-Wendroff finite difference scheme, also satisfactorily verified by comparison with the other results. The behaviors of reflected and transmitted waves with respect to geometric parameters of submerged breakwater such as the slope, crest depth, and crest width are numerically analyzed in this study. In particular, the reflection and transmission coefficients are quantitatively calculated as the function of geometric parameter of submerged breakwater. It is found that the crest depth among parameters related to practical design may be the most important parameter in designing the submerged breakwater. Therefore, the effective and economic performances of submerged breakwater should be depended on the determination of optimal crest depth.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권3호
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• pp.312-317
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• 2014

In this paper, the wave run-up height and depression depth around air-water interface-piercing circular cylinder have been numerically studied. The Reynolds Averaged Navier-Stokes equations (RANS) and continuity equations are solved with Reynolds Stress model (RSM) and volume of fluid (VOF) method as turbulence model and free surface modeling, respectively. A commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) software "Star-CCM+" has been used for the current simulations. Various Froude numbers ranged from 0.2 to 1.6 are used to investigate the change of air-water interface structures around the cylinder and experimental data and theoretical values by Bernoulli are compared. The present results showed a good agreement with other studies. Kelvin waves behind the cylinder were generated and its wave lengths are longer as Froude numbers increase and they have good agreement with theoretical values. And its angles are smaller with the increase of Froude numbers.

• 한국관개배수논문집
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• 제3권1호
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• pp.53-63
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• 1996

The hydraulic characteristics in constriction openings are analysed numerically by using Galerkin type finite element model of which the governing equation comprises the depth averaged continuous equation and the two-dimensional Navier-Stokes equation. Fo

• 한국물환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.822-829
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• 2011

The purpose of the present study is to estimate the ecological instream flow for conservation and restoration of fish habitat in running water ecosystem which has very important status for stream environment. Estimation of the ecological instream flow in the present study was carried out by application of a two-dimensional depth averaged model of river hydrodynamics, River2D model. It can model fish habitat in natural streams and rivers and assess the quality of physical habitat accoriding to the species preferences for habitat suitability. Zacco platypus and Zacco temmincki were selected as target fish species in the study area of the Seomjin river. The Habitat Suitability Criteria (HSC) developed by Sung et al. (2005) were used for target fish species, life stages and habitat conditions in the study. Weighted usable area (WUA) was computed by the River2D model considering preferences of target fish species for velocity, depth, and channel substrate. The result revealed that the ecological instream flow of $10.0m^3/s$ is needed to maintain the target fish habitat at each life stage in the river.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.457-466
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• 2007

북서태평양의 $115{\sim}150^{\circ}E,\;20{\sim}52^{\circ}N$ 사이의 해역을 $1/12^{\circ}$ 격자망으로 구성한 광역 조석 모델을 수립, 연안역 수심 조정이 전체 조석 모델 결과에 미치는 영향을 검토하였다. 최소 수심을 10 m에서 35 m까지 5 m 간격으로 증가시키며 계산된 모델의 정확도를 비교한 결과, $M_2,\;S_2,\;K_1$ 진폭의 정확도가 최소 수심이 25m일 경우최소 수심 10 m인 경우와 비교하여 각각 약 42%, 32%, 26% 정도 개선되는 것으로 나타났다. 제주도 주변 해역의 $M_2$ 조석 진폭은 연안역 수심 조정에 따라 약 20cm이상 차이를 나타냈으며 발해만 내에 존재하는 무조점의 위치도 크게 변화하였다. 해저마찰계수 및 최소수심에 따른 평균상대오차(ARE)를 계산해 본 결과 해저마찰계수 0.0015와 최소수심 25 m의 조합이 오차를 최소화 할 수 있는 최적 값으로 확인되었다.