• 한국해안해양공학회지
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• 제4권4호
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• pp.231-242
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• 1992

분 연구에서는 수치모형을 이용하여 조류 및 취송류의 순환형태를 고찰하였다. 사용된 모형은 유체의 운동 및 연속방정식에 기초한 연직평균 2차편 모형으로서 양해법을 사용하며, 개방경계에서의 해수면 변화와 바람의 전단력에 의한 forcing을 포함한다. 모형의 영역은 북위 35$^{\circ}$~36$^{\circ}$40', 동경 125$^{\circ}$~126$^{\circ}$40'이며 경사간격은 x, y 방향 공히 5km이다. 피해측에서 22일간 관측된 조석(2개 지점) 및 조류(1개 지점) 자료와 비교한 결과 본 모형은 4개 주요 분조에 의한 조석 및 조류를 정확도 90% 이내로 재현하였다. 여섯 가지 경우의 가상적인 바람에 대한 해석을 통하여 흐름의 분포양상과 지역적인 특성을 고찰하였다. 그 결과, 풍향에 관계 없이 강한 연안류가 발생하며, 또한 해저지형의 영향으로 부안 외해측에 주반경 40km의 지역적인 과류가 발생함을 확인하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권4호
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• pp.500-509
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• 2001

Offshore subsea pipelines must be stable against external loadings, which are mostly due to waves and currents. To determine the stability of a subsea pipeline on the seabed, the Morrison equation has been applied with prediction of inertia and drag forces. When the pipeline is placed in a trench, the force acting on it is reduced considerably. Therefore, to consider the stability of a pipeline in a trench, one must employ reduction factors. To investigate the stability of various trenches, we numerically simulated flows over various trenches and compared them with experimental data from PIV (Particle Image Velocimetry) measurements. The present results were produced ar Reynolds numbers ranging from 6$\times$10$^3$to 3$\times$10(sub)5 based on the diameter of the cylinder. Quasi-periodic flow patterns computed by large-eddy simulation were compared with experimental data in terms of mean flow characteristics fro typical trench configurations (W/H=1 and H/D=3, 4). The stability for various trench conditions was addressed in terms of mean amplitudes of oscillating lift and drag, and the reduction factor for each case was suggested for pipeline design.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.31-37
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• 2002

A 100 〔HP〕 rated synchronous motor with superconducting rotating field winding has been designed based on the formulated equations established from 2 dimensional magnetic field distributions in a cylindrical coordinate The cross-section was drawn based on calculated design results via Fortran program and then modeled with FEM (Finite Element Method) to investigate the machine performances. First of all, the magnetic field distributions are analysed in many ways according to the field directions and the armature currents. Especially after the rotating Held winding is arranged with BSCCO-2223 high-temperature superconducting(HTS) pancake coils, the exerted magnetic field normally on the HTS tape is calculated through FEM. And the machine output power is calculated according to the torque ang1es which lie between the field and the armature main flux lines. Moreover, this Paper includes the eddy-current loss variations of a copper damper located between the field and the armature coils and design considerations of the 100 HP HTS motor utilizing ferro-magnetic material.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.80-85
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• 2003

본 논문에서는 유도가열조리기의 효과적인 설계를 위하여 입력주파수 변화에 따른 유도가열조리기의 자계와 열계 해석 방법을 제시하였다. 유도가열조리기의 내부자계는 3차원 축대칭 유한요소법을 사용하여 해석하였으며, 열원은 유도가열조리기의 내부에서 유도된 와전류에 의하여 발생되고, 열은 열원과 열방정식을 사용하여 계산되어진다. 또한, 유도가열조리기의 온도특성을 스테인레스와 알루미늄 각각에 대하여 주파수와 투자율에 따라 제시하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.26-32
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• 1997

본 논문에서는 자동차나 항공기에서 많이 사용되고 있는 고속 솔레노이드 밸브의 플런저형 솔레노이드에 대한 설계기술을 확보하기 위하여, 수치해석을 통해 플런저의 이동시간에 대해 설계 파라메타들이 미치는 영향 및 솔레노이드의 동작특성을 검토하였다. 솔레노이드의 형상이 원통형이므로 축대칭원통좌표계를 이용하였고, 특히 전자기적 부분의 이론 해석시 와전류에 의한 영향을 고려하였으며, 가정자로법에 의해 퍼미언스를 계산하여 해석에 활용하였다. 구해진 파라메타의 해석 결과를 참고로 하여, 파라메타 값을 약간씩 변화시켜서 시간에 따른 플런저의 변위, 전류, 흡인력과의 관계등 동특성을 재해석하는 과정을 반복하여 최적치를 도출하였다. 도출된 최적치를 사용한 모의실험결과 플런저 이동시간은 1.8[ms] 정도의 고속이 됨을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.98-98
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• 2019

중력류 또는 밀도류는 주변 유체에 비해 상대적으로 밀도가 큰 유체가 밀도차에 의한 추진력으로 흐르는 것이다. 중력류의 수치모델링에는 두 가지 어려움이 있다. 즉, 적합한 지배방정식을 구성하여 적용하는 것 그리고 난류의 영향을 합리적으로 반영하는 것이다. 기존 중력류 해석을 위한 지배방정식들은 유체의 연속방정식과 운동량 방정식 그리고 밀도 또는 농도의 이송방정식을 조합하여 구성된다. 이들 지배방정식을 이용한 연구들은 대부분 두 유체 사이의 밀도차가 충분히 작아서 밀도 변동(variations)의 영향은 오로지 부력항에서만 유지된다는 Boussinesq 근사에 근거를 둔다. 그리고 이송방정식에서 밀도 또는 농도의 확산계수을 점성계수의 함수로 표현하기 위해서 Schmidt 수를 이용한다. 수치모델링에서 Schimdt 수는 상수값을 적용하지만, 이 값은 밀도의 연직방향 경사에 근거한 부력빈도(buoyancy frequency)와 난류량의 따라 큰 차이를 보이는 것으로 알려져있다. 한편, 표준 통계학적 난류모델과 벽함수를 적용한 수치모델링은 초기 중력에 의해서 무너지는(slumping) 단계를 넘어 관성력으로 추진되는 단계와 점성 효과가 지배적인 단계에서는 정확도에 현저히 낮아지기 때문에 대부분 큰와모의(large-eddy simulation, LES) 또는 DNS(direct numerical simulation)수준의 고해상도(high-resolution) 해석기법을 적용하여 공학적인 문제에 적용하는 데는 한계가 있다. 이 연구에서는 Boussinesq 근사와 Schmidt 수를 사용하지 않으며, LES 보다 적용이 용이한 DES (detached-eddy simulation)기법을 조합한 다상흐름 수치모델을 적용하여 중력류를 해석을 시도하였다. 수치해석결과를 실험값과 함께 기존 수치모델링 기법으로 구한 수치해와 비교분석하여 이 연구에서 개발 및 적용된 수치모델링 기법의 적용성을 평가한다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권1호
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• pp.21-42
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• 2019

In this paper, the Finite-Analytic Navier-Stokes (FANS) code is coupled with an in-house finite-element code to study the dynamic interaction between a floating buoy and its mooring system. Hydrodynamic loads on the buoy are predicted with the FANS module, in which Large Eddy Simulation (LES) is used as the turbulence model. The mooring lines are modeled based on a slender body theory. Their dynamic responses are simulated with a nonlinear finite element module, MOORING3D. The two modules are coupled by transferring the forces and displacements of the buoy and its mooring system at their connections through an interface module. A free-decay model test was used to calibrate the coupled method. In addition, to investigate the capability of the present coupled method, numerical simulations of two degree-of-freedom vortex-induced motion of a CALM buoy in uniform currents were performed. With the study it can be verified that accurate predictions of the motion responses and tension responses of the CALM buoy system can be made with the coupling CFD-FEM method.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권2호
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• pp.92-102
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• 2004

본 논문은 조류의 대ㆍ소조 변동이 존재하는 해역에서의 점열원에 대한 초과수온 분포를 예측하는 해석해를 다룬다. 해석해는 Jung et al.(2003)이 제시한 2차원 해석해를 기본으로 하여 조류의 대ㆍ소조 변동과 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변화를 반영할 수 있는 형태로 확장되었다. 일련의 해석모형 실험을 통해 조류 및 난류확산의 변동에 따른 열오염의 이동ㆍ확산 변화를 검토하였다. 실험결과 열오염의 이동ㆍ확산은 tidal excursion 거리 이내에서는 조류의 크기에 좌우되며 tidal excursion 거리를 벗어난 해역에서는 주로 수평 확산에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 특히 tidal excursion 거리 이내 해역에서 초과수온 분포는 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 즉, 1$^{\circ}C$이상의 비교적 높은 초과수온이 발생하는 범위는 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변동을 고려하는 경우가 상대적으로 더 멀리 확장하는 경향을 보여주었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권4호
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• pp.199-209
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• 2018

하천설계에서 제방과 홍수터의 안정성 확보를 위해서는 바닥전단응력을 고려하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 하폭과 수심에 따른 복단면의 바닥전단응력을 모의하여 분포 특성을 분석하였다. 바닥전단응력 분포에 지배적인 영향을 주는 이차류를 모의하기 위하여 OpenFOAM의 large eddy simulation (LES)를 적용하였으며 하폭과 수심을 고려하여 12개의 케이스를 모의하였다. 모의 결과를 이용하여 시간 평균 유속 분포, 이차류 분포, 바닥전단응력 분포 등의 특성에 대하여 분석하였다. 홍수터 바닥전단응력 분포는 전체적으로 홍수터 좌안에서 높은 값이 나타나고 우안 방향으로 감소하는 경향을 확인하였으나 이차류에 의해 상당한 국부적인 변화가 나타남을 확인하였다. 홍수터의 수심이 얕은 경우에는 홍수터의 바닥전단응력이 평균전단응력의 0.8배 이하로 낮은 값이 나타나고 있으나 홍수터의 수심이 깊은 경우에는 평균전단응력의 1.2-1.4배의 높은 값이 나타남을 확인하였다. 홍수터의 폭이 좁은 경우에는 홍수터 우안 측벽의 영향으로 국부적으로 높은 값이 나타나는 것도 확인할 수 있었다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제3권1호
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• pp.57-73
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• 1999

Baroclinic hydraulic model experiments on the time-varying states of the flow pattern and water exchange in Sagami Bay were carried out based on quasi-steady state experiments on the flow pattern. For the model experiments, density changes as well as time changes in the volume transport of the upper layer were executed to investigate the flow response of the bay in the case of a sudden inflow of low density water and variable volume transport into the Sagami Bay. The results of the model experiments showed that when the volume transport was increased frontal eddies or frontal wave streamers from the Kuroshio Through Flow were transferred to the inner part of the bay along with cyclonic circulation in the bay. In addition, density boundary currents appeared and flowed along the eastern boundary of the bay. As the upper layer density decreased, frontal eddies, frontal streamers and coastal boundary density currents occurred and proceeded along the eastern boundary of the bay at a high speed.