• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.204-213
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• 2000

This study deals with jet impingement, which is extensively used in the process industries to achieve intense heating, cooling or drying rates and also widely employed as a test flow for turbulent models due to its complex flow configuration, on a flat plate by numerical methods. In this calculation, the finite volume method was employed to solve the Navier-stokes equation based on the non-orthogonal coordinate with non-staggered variable arrangement. To get a better understanding for the fluid flow and heat transfer characteristics of the turbulent jet impingements, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model was adapted and compared with the experimental data and the result of standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model. Numerical calculations were carried out with various flow rates, nozzle to plate distances. In the case of the axisymmetric jet impingement on a flat plate, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model showed better agreement with the experimental data than the standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model in the prediction of the mean velocity profiles, the turbulent velocity profiles. the turbulent shear stress and the heat transfer rate. The highest heat transfer rate can be obtained when the impingement occurs within the potential core..

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.105-117
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• 2010

본 논문은 2차원 천수방정식을 해석하기 위해 새롭고 간단한 MUSCL 재구성법을 제안하였다. 수정 MUSCL 기법은 보존변수의 재구성을 위해 계산격자와 인접격자의 보존변수 차에 대해 각 경계면에 균일하게 분배하는 기존 방법 대신 면적가중비를 사용하였으며, 이 방법은 정형격자 뿐만 아니라 비정형 격자의 사용에도 보존변수의 물리적 재구성이 가능하다. 또한, 본 연구에서는 비구조적 격자의 적용이 가능한 차원비분리 기법을 적용하였으며, 수정 MUSCL 기법의 사용으로 발생할 수 있는 수치진동을 제어하기 위해 TVD 기법의 경사제한자를 사용하였다. 하상경사항의 정확하고 효율적인 수치 처리를 위해 수정 MUSCL 기법을 수면경사법과 연계하였다. 제안한 기법을 적용한 유한체적모형을 건물의 영향을 고려한 댐 붕괴 해석 및 Bellos의 댐 붕괴 실험에 적용하고, 적용결과를 실험실 자료 및 기존 연구자의 계산결과와 비교하여 개발모형을 검증하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.488-497
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• 2009

The freak wave, also known as New-Year-Wave in the north Atlantic, is relatively large and spontaneous ocean surface wave that can sink even large ships and destroy maritime structures. To understand oceanic conditions that develop freak waves, we simulated and generated two versions of scale-downed waves (1:64 and 1:42) in a numerical wave tank and compared the results with the experiment in wave flume. Both of the breaking and non-breaking waves were generated in the simulation. The numerical simulation was implemented based on the finite volume method and a genetic optimization algorithm. Random values were assigned as the initial values for the parameter in the control function, which produced signals representing the motion of wave-maker. The same signal obtained from the optimization process was used for both of the simulation and the experiment. By varying the object function and restrictions of the simulation, a best profile of design wave was selected based on the characteristics, height and period of simulated waves. Results showed that the simulation and experiment with the scale of 1:42 agreed better with freak waves in the natural condition. The presented simulation method will contribute to saving the time and cost for conducting subsequent response analyses of motion under freak waves in the course of the model test for ship and maritime structure.

• 동력기계공학회지
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• 제9권2호
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• pp.81-87
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• 2005

This study is numerical analysis on the increasing temperature characteristics of vaporizer fin for liquefied natural gas with super low temperature. Existing LNG vaporizers use the direct contact heat transfer mode where the extreme super low temperature LNG of $-162^{\circ}C$ flows inside of the tubes and about $20^{\circ}C$air flows on outside of the fin. Recently, the vaporizers with great enhanced performance compared to conventional type have been developed to fulfill these requirements. The vaporizing characteristic of LNG vaporizer with air as heat source has a fixed iced. These characteristic cause a low efficiency in vaporizer, total plant cost and installing space can be increased. The vaporizing characteristics of LNG via heat exchanger with air are analytically studied for an air heating type vaporizer. This study is intended to supply the design data for the domestic fabrication of the thickness and angle vaporizer fin. Governing conservation equations for mass, momentum and energy are solved by STAR-CD based on an finite volume method and SIMPLE algorithm. Calculation parameter is fin thickness, setup angle and LNG temperature. If the vaporization performance of the early stage and late stage of operating is considered, the case of ${\phi}=90^{\circ}$ was very suitable. In this paper was estimated that the heat transfer was most promoted in case of THF=2mm.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.368-378
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• 2005

The effects of rotary oscillation on the unsteady laminar flow past a circular cylinder. are numerically investigated in the present study. The numerical solutions for the 20 Wavier-Stokes equation are obtained using a finite volume method Tn the framework of an overlapping grid system. The vortex formation behind a circular cylinder and the hydrodynamics of wake flows for different rotary oscillation conditions are analyzed from the results of numerical simulation. The lock-on region is defined as the region that the natural shedding frequency due to the Karmann Vortex shedding and the forcing frequency due to the forced oscillating a cylinder are nearly same, and the quasi-periodic states are observed around that region. At the intersection between lock-on and non-lock-on region the shedding frequency is bifurcated. After the bifurcation, one frequency fellows the forcing frequency($S_f$) and the other returns to the natural shedding frequency($St_0$). in the quasi-periodic states, the variation of magnitudes and relevant phase changes of $C_L$ with forcing phase are examined.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.219-238
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• 1999

본 연구에서는 연약한 점토층 준설매립지반을 대상으로, 비교적 활발히 연구가 진행되고 있는 자중압밀 침하분야에 비해 상대적으로 연구성과가 미흡한 표토층의 건조수축특성 규명에 초점을 두고, 침투압밀시험, 부압시험 및 건조수축시험 등 실내시험을 시행하였다. 실내시험이 시행된 시료는 전라남도에 위치한 해남지구, 고금지구 및 고흥지구 등 3개 지구의 현장시료이며, 실내시험결과를 토대로 건조수축 관련특성을 분석하였다. 또한 Abu-Hejleh % Znidarcic가 제안한 연약한 세립점토 지반의 건조수축 침하이론 지배방정식을 유한차분형태로 표현하고 실내시험을 통해 파악된 해남지구 현장시료의 건조수축특성 등을 입력자료로 하여, 3차원 체적변화에 따른 건조수축침하를 수치적으로 예측하였다. 계속해서 자중압밀침하를 포함한 전체침하 예측치를 해남지구 현장에서의 10년간 실제 관측결과와 서로 비교하였다. 최종적으로는 건조수축특성에 관련된 변수들이 침하 등에 미치는 영향정도를 분석하였다. 특성 (불연속면의 방향 및 강도), 하중조건 및 암반사면의 기하학적 형상 등이다. 확률론적 해석에서 고려할 수 있는 불연속면의 방향 및 마찰각의 통계적 특성이 파괴형태를 고려한 암반사면의 안정에 큰 영향을 보였다. 암반사면의 안정은 굴착면의 방향에 가장 민감하였다. 예제분석을 통하여 개발된 파괴형태를 고려한 암반사면의 신뢰도모델은 암반사면의 안정성 조사에 성공적으로 적용할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1218-1224
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• 2000

본 논문에서는 half-height W/C(Waveguide)를 이용하여 Ka-band 대역의 위성통신용 전력합성기를 설계하였다. 낮은 삽입 손실과 포트간 아이솔레션 특성이 좋은 방향성 겨랗ㅂ기를 위성 통신용 전력합성기로서 채택하였다. half-height W/C를 이용하여 설계된 전력합성기는 full-height W/G를 사용하여 설계된 전력삽성기에 비하여 작은 부피와 무게를 가지기 때문에 크기와 무게면에서 많은 이점을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 FDTD(Finite-Difference Time-Domain)를 이용하여 half-height W/G 전력 합성기를 분석하고 설계 하였으며 full-height W/G로 구성된 전력 증폭기와 성능을 비교하였다. 또한 최적의 차수로 설계된 half-height 전력합성기를 제작하여 측정하였다. 설계된 half-height 전력합성기는 Ka-band 위성 통신용 대역(20.255~21.255 GHz)에서 삽입손실 0.3dB 이하, 반사손실 20 dB 이상, 포트간 분리도 20 dB 이상, 출력 포트간 위상차가 5$^{\circ}$ 이내의 특성을 만족하도록 설계되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1091-1096
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• 2012

유한체적법을 기반으로 나비에 스톡스 방정식을 비구조격자로 풀어 실린더 주위의 공력특성을 규명하였다. 보텍스, 속도, 압력, 잔차, 항력계수 등의 데이터를 가지고 분석하였고 레이놀즈 수는 50, 100이다. 유동특성은 Re>50에서 주기적으로 진동하는 소용돌이를 후류에 형성하며 이 현상은 이동하는 실린더에서도 유사한 현상을 보여 주었다. 지면효과는 실린더 위쪽에서 형성된 소용돌이가 벽면에 근접할수록 실린더의 후방으로 길게 늘어나는 형상을 보이고, 실린더와 근접벽면 사이의 유속이 정체되어 실린더와 벽면 사이의 간격이 0.6 에서는 근접 평판과 실린더 사이의 유동이 거의 끊겨짐을 알 수 있었다. 본 수치계산의 검증을 위하여 항력계수를 타 연구결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.1886-1896
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• 1991

본 연구에서는 부상높이를 예측할 수 있는 방법을 개발하고 연관된 변수들의 변동에 따른 부상높이를 검토함으로써 불안정한 극소 공기막 형성시 유발되는 자기헤 드와 하드 디스크간 정보손실 및 하드 디스크의 표면손상을 막고 고성능 자기기억장치 설계에 도움이 되고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권8호
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• pp.1040-1047
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• 1999

The characteristics of flame propagation in inert particle-laden $H_2$/Air premixed gas are numerically investigated on this study. The 2nd order TVD scheme is applied to numerical analysis of governing equations and multi-step chemical reaction model and detailed transport properties are sued to solve chemical reaction terms. Radiation heat transfer is computed by applying the finite volume method to a radiative transfer equation. The burning velocities against the mole fractions of hydrogen agree well with results performed by different workers. The inert particles play significant roles in the flame propagation on account of momentum and heat transfer between gas and particles. Gas temperature, pressure and flame propagation speed are decreased as the loading ratio of particle is increased. Also the products behind flame zone contain lots of water vapor whose absorption coefficient is much larger than that of unburned gas. Thus, the radiation effect of gas and particles must be considered simultaneously for the flame propagation in a mixture of $H_2$/Air and inert particles. As a result, it is founded that because the water vapor emits much radiation and this emitted radiation is released at boundaries as radiant heat loss as well as reabsorbed by gas and particles, flame propagation speed and flame structure are altered with radiation effect.