• 대한조선학회논문집
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• 제56권1호
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• pp.23-33
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• 2019

Unmanned Surface Vehicle (USV) is being developed to do maritime survey and maritime surveillance at Korea Research Institute of Ships & Ocean engineering (KRISO). The goal is that USV should be operated at the maximum speed of 45 knots and it should be operated at sea state 4. Therefore the planing hull of USV should be excellent in resistance performance and manoeuvring performance. It is needed to check its performance using Experimental Fluid Dynamics (EFD), Computational Fluid Dynamics (CFD) or analytic method before designing the hull. In this study, resistance performance was analyzed by EFD and CFD. EFD with heave and pitch was performed at high speed towing system in Seoul National University. CFD was performed using SNUFOAM based on openFOAM with dynamic mesh to calculate running attitudes. The results of CFD were compared with EFD results. The results of CFD were resistance, running attitudes and wave height. The flow distribution and pressure distribution were also analyzed. The results of numerical resistance was under estimated than EFD. Even though the results of CFD have a slight limitation, it can be successfully used to estimate the resistance performance of planing hull. In addition it can be used as a supplement for EFD results.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.252-258
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• 2017

본 논문에서는 현재 한국항공우주학회 공기역학부문위원회에서 주관하고 있는 EFD-CFD 비교워크샵의 여러 과제 중 CASE 3 천음속영역 유동해석에 대해 소개하고 현재까지 참여한 기관들의 결과를 서로 비교하였다. 현재까지 이 과제에 대하여 산학연 8개 기관이 참가하였고, 그 결과 풍동실험결과와 비교적 잘 일치하며, 서로의 해석결과 역시 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.259-267
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• 2017

본 연구에서는 카이스트에서 개발된 비정렬격자 기반의 유동 해석자를 이용하여 KARI-11-180 익형, SDM과 천음속 비행체 주변 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 유동장을 해석하기 위하여 RANS가 수치적으로 풀이되었으며, Roe가 제안한 FDS 방법을 사용하여 비점성 플럭스를 계산하였다. 난류 모델은 SA 모델, SST 모델, ${\gamma}-{\widetilde{Re}}_{{\theta}t}$모델이 사용되었다. KARI-11-180 익형 유동 해석 결과 천이현상을 고려하였을 때 항력 계수가 더 작게 예측되었으며, 계산된 공력 특성은 전반적으로 실험 결과와 잘 일치하였다. SDM의 경우 날개 앞전에서 유동 박리현상이 발생하였으며, 계산된 공력 특성이 EFD 결과와 유사한 경향을 보였다. 천음속 비행체의 경우 자유류 마하수가 0.9일 때 주 날개에서 발생하는 충격파를 성공적으로 포착하였으며, 실험 결과와 해석된 결과 사이의 유사성을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.539-547
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• 2014

Ship squat is a well known phenomenon, which means an additional sinkage and a change of trim when a ship sails in shallow water. As a series of ship squat study, a HPMM(Horizontal Planar Motion Mechanism) test of KVLCC2 model ship to measure a sinkage and a trim in shallow water was conducted. Additionally a CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis was carried out to simulate fluid flows around the ship surface. A change in ship speed, drift angle at three depth conditions(H/T = 1.2, 1.5 & 2.0) is considered for comparing these results. As a result, an increase of the ship speed and the drift angle caused an increase in ship squat in EFD(Experimental Fluid Dynamics), and created a lower pressure on the ship bottom area in CFD. Lastly the sinkage results of KVLCC2 by EFD and CFD are compared to results by three empirical formulas. The tendency of sinkage by EFD and CFD is similar to the results of empirical formulas.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.217-225
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• 2017

본 연구는 국내 외 풍동기관들의 정적 공력측정 결과의 상호 비교검증 및 EFD-CFD 검증을 위해 수행되었다. 공군사관학교에서는 NRC 모델 기반 표준 동안정 모델을 제작하여 정적 특성을 측정하고, 풍동시험의 정확성 검증을 위하여 한국항공우주연구원 및 NRC에서 측정된 정적 공력측정 데이터를 상호 비교하였다. 또한 풍동시험 결과를 전산해석 결과와 비교하였으며 전산해석 유동장에서 분석된 오차원인을 확인하기 위하여 스트레이크 영향성을 검토하였다. 그 결과, EFD-CFD 간 피칭모멘트의 경향성이 상이하였으며, 스트레이크 효과는 크게 나타나지 않았다. 따라서 후방 지지대, 표준 동안정 모델의 흡입구에서 발생하는 와류에 의한 오차 분석과 전산해석의 격자해상도 재구성 등의 추가연구 진행이 필요한 것으로 판단된다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제8권1호
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• pp.10-30
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• 2004

High-fidelity RANS simulations are presented for a ducted marine propulsor, including verification ＆ validation (V＆V) using available experimental fluid dynamics (EFD) data. CFDSHIP-IOWA is used with $\textsc{k}-\omega$ turbulence model and extensions for relative rotating coordinate system and Chimera overset grids. The mesh interpolation code PEGASUS is used for the exchange of the flow information between the overset grids. Intervals V＆V for thrust, torque, and profile averaged radial velocity just downstream of rotor tip are reasonable in comparison with previous results. Flow pattern displays interaction and merging of tip-leakage and trailing edge vortices. In interaction region, multiple peaks and vorticity are smaller, whereas in merging region, better agreement with EFD. Tip-leakage vortex core position, size, circulation, and cavitation patterns for $\sigma=5$ also show a good agreement with EFD, although vortex core size is larger and circulation in interaction region is smaller.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.109-117
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• 2020

기존 정렬 격자의 많은 제약 조건들을 완화할 수 있는 patched-grid 알고리즘을 이용하여 효율적으로 정렬 격자계를 구성하였다. EFD-CFD 워크숍의 case 4: 삼각 날개-원통형 동체 형상에 크게 3가지의 접근 방식을 적용하여 기존의 격자 생성 문제점들을 해결하였고, 실험값과 비교하여 검증하였다. 고 받음각 영역에서 표면 압력 분포가 실험값과 다소 차이를 보였다. 마하수의 증가에 따른 피칭 모멘트의 기울기 변화를 분석하였고 이는 tuck under 현상으로 설명할 수 있었다. 초음속 영역에서는 형상 앞에 궁형 충격파가 발생함으로써 삼각익 뒷전까지 양력을 발생시키는 영역이 확장되었다. 또한, 마하수와 받음각에 따라 압력 중심과 무게 중심의 위치를 비교하여 피칭 모멘트의 경향성을 분석하였다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1-6
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• 2002

How is the flow in a rotating impeller. About 35 years have passed since one experimentalist rotating with the impeller. of a huge centrifugal blower made the flow measurements using a hot-wire anemometer (Fowler 1968). Optical measurement methods have great advantages over the intrusive methods especially for the flow measurement in a rotating impeller. One is the optical flow visualization (FV) technique (Senoo, et al., 1968) and the other is the application of laser velocimetry (LV) (Hah and Krain, 1990). Particle image velocimetries (PIVs) combine major features of both FV and LV, and are very attractive due to the feasibility of simultaneous and multi-points measurements (Hayami and Aramaki, 1999). A high-pressure-ratio transonic centrifugal compressor with a low-solidity cascade diffuser was tested in a closed loop with HFC134a gas at 18,000rpm (Hayami, 2000). Two kinds of measurement techniques by image processing were applied to visualize a flow in the compressor. One is a velocity field measurement at the inducer of the impeller using a PIV and the other is a pressure field measurement on the side wall of the cascade diffuser using a pressure sensitive paint (PSP) measurement technique. The PIV was successfully applied for visualization of an unsteady behavior of a shock wave based on the instantaneous velocity field measurement (Hayami, et al., 2002b) as well as a phase-averaged velocity vector field with a shock wave over one blade pitch (Hayami, et al., 2002a. b). A violent change in pressure was successfully visualized using a PSP measurement during a surge condition even though there are still some problems to be overcome (Hayami, et al., 2002c). Both PIV and PSP results are discussed in comparison with those of laser-2-focus (L2F) velocimetry and those of semiconductor pressure sensors. Experimental fluid dynamics (EFDs) are still growing up more and more both in hardware and in software. On the other hand, computational fluid dynamics (CFDs) are very attractive to understand the details of flow. A secondary flow on the side wall of the cascade diffuser was visualized based either steady or unsteady CFD calculations (Bonaiuti, et al.,2002). EFD and CFD methods will be combined to a hybrid method being complementary to each other. Measurement techniques by image processing as well as CFD calculations give a huge amount of data. Then, data mining technique will become more important to understand the flow mechanism both for EFD and CFD.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.564-575
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• 2016

본 연구에서는 KVLCC2의 파랑 중 부가저항과 운동을 Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS) 방법과 3차원 포텐셜법을 이용하여 추정하였다. 수치해석은 3가지 선박속도(설계, 운항, 정지 속도)에서 다양한 파랑조건에서의 선박의 부가저항 및 수직운동(상하 및 종 동요 응답)의 추정에 대해 수행되었다. 첫째, CFD와 3차원 포텐셜 방법을 이용하여 규칙파에서의 선박속도와 파랑조건에 따른 선박의 부가저항과 운동을 추정하고 실험값과의 비교를 통해 두 수치 해석법의 특징을 살펴보았다. 둘째, CFD를 이용한 선박의 속도별 비정상 파형 분포와 선박의 부가저항 및 운동의 시간이력에 대해 해석하였다. 수치 격자계에 대한 수렴도를 확인하였고 수치계산과 모형시험 결과를 비교하여 사용한 수치 기법들을 체계적으로 검증 하였다. 이를 통해 본 연구에 적용된 수치해석법들의 신뢰성과 선속변화에 따른 파랑 중 부가저항과 선박의 수직운동에 대한 관계를 확인하였다.