• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.242-255
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• 2020

본 연구에서는 FLAC3D가 Opalinus Clay 암반의 열-수리-역학적 복합거동을 재현하고 이를 예측할 수 있는지 그 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2015에서 참여하였으며, 그 일환으로 스위스 Mont Terri Rock Laboratory에서 수행된 Heater Experiment-D (HE-D)에 대한 모델링을 수행하였다. FLAC3D를 이용한 수치해석의 타당성을 평가하기 위해 현장시험에서 계측된 16 지점의 온도, 6 지점의 공극수압, 그리고 22 지점의 변형률 데이터와 비교하였다. 대상 암반의 열-수리-역학적인 이방성을 고려함으로써 Opalinus Clay 암반의 온도 변화 그리고 온도변화에 따른 공극수압의 변화와 같은 열-수리적 거동은 전반적으로 유사하게 나타났으나, 역학적 거동의 경우 변형률 데이터를 비교했을 때 온도와 공극수압과는 달리 계산된 변형률 일부만이 유사한 거동을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.35-41
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• 2013

금형온도는 사출성형시 수지의 유동특성이나 성형품의 변형에 영향을 미치는 중요한 변수로서, 고온의 수지 주입과 냉각회로에 주입되는 냉각수의 영향을 받아 사출 사이클이 반복될수록 온도의 상승과 하강이 반복되는 주기적인 변화특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 금형 냉각회로에 저온과 고온의 유체를 번갈아 주입하는 가변 금형온도 제어기법을 적용하여 성형전에는 금형온도를 높게 유지하고 성형후에는 낮게 유지함으로써 사출성형시 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있는 연구를 수행하였다. 특히 열전달-유동해석을 연계한 다중사이클 사출성형 과도해석을 수행하여 수지와 금형, 냉각수간의 과도적인 온도변화를 수치적으로 고찰하였고, 기존 냉각방법과의 해석결과를 비교하여 제안된 가변 금형온도 제어기법의 가열 및 냉각과정에서의 효율성을 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.8-18
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• 2015

Reduction of the fuel oil consumption and corresponding greenhouse gas exhausted from ships is an important issue for today's ship design and shipping. Several concepts and devices on the superstructure of a container ship were suggested and tested in the wind tunnel to estimate the air drag reduction. As a preliminary performance evaluation, air drag contributions of each part of the superstructure and containers were estimated based on RANS simulation respectively. Air drag reduction efficiency of shape modification and add-on devices on the superstructure and containers was also estimated. Gap-protectors between containers and a visor in front of upper deck were found to be most effective for drag reduction. Wind tunnel tests had been carried out to confirm the drag reduction performance between the baseline(without any modification) configuration and two modified superstructure configurations which were designed and chosen based on the computation results. The test results with the modified configurations show considerable aerodynamic drag reduction, especially the gap-protectors between containers show the largest reduction for the wide range of heading angles. RANS computations for three configurations were performed and compared with the wind tunnel tests. Computation result shows the similar drag reduction trend with experiment for small heading angles. However, the computation result becomes less accurate as heading angle is increasing where the massively separated flow is spread over the leeward side.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.452-458
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• 2017

배기관 및 급수관에 사용되는 다층 구조 도파관은 공정의 이점 및 유속 손실을 줄이는 장점을 가진다. 또한, 겹치는 층의 수를 증가시켜 차폐효과를 보상할 수 있다. 하지만 다층 구조 도파관의 차폐효과를 기존의 차폐효과 방정식으로는 예측할 수 없음에서 발생하는 적용 한계를 극복하기 위해, 수정된 차폐효과 방정식을 제안하였다. 수정된 차폐효과 방정식은 다층 구조 도파관 내부가 공기로 채워진 경우와 특정 매질이 채워졌을 경우로 나누어서 2층 구조에서부터 64층 구조까지 증가시켜 결과를 얻어냈다. 또한, 결과의 타당성을 증명하기 위하여 시뮬레이션 결과와 비교하여 제안된 차폐 효과 방정식이 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.729-732
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• 2010

본 연구는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 동축 와류형 분사기를 해석하기 위해 체계적인 물리 모델링을 수행하였다. 먼저 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체의 열역학 및 전달 물성치를 계산할 수 있는 서브루틴 라이브러리를 구축하였으며, 층류 화염편 해석 코드와 연동하여 케로신 난류연소장의 국소화염구조를 해석하였다. 설계 목적에 맞는 계산 효율성을 확보하기 위해 동축 와류형 분사기는 RANS 기반의 2차원 축대칭 선회 유동으로 해석하였으며, 실험 결과가 존재하는 비연소 동축선회 제트 유동을 통해 예측정확도를 검증하였다. 실제 고압 연소를 수반하는 동축 와류형 분사기의 경우, 기존의 RANS 모델은 급격한 밀도 구배가 수반되는 선회 막 유동의 혼합층에서 과도한 난류확산을 야기하였으며, 난류모델의 수정을 위해 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제10권1호
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• pp.87-110
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• 2020

Catamaran has recently been a choice to support a typical vertical axis turbine in floating tidal current energy conversion system. However, motion responses associated with the catamaran can reduce the turbines efficiency. The possibility to overcome this problem isto change the catamaran parameter by varying and simulating the demi-hull separations to have lower motion responses. This simulation was undertaken by Computational Fluid Dynamic (CFD) using potential flow analysis. Cases of demi-hull separation were considered, with ratios of demi-hull separation (S) to the breadth of demi-hull (B), ^S/_B of 3.45, 4.95, 6.45, 7.2 and 7.95. In order to compare to the previous works in the literature, the regular wave was set with wave height of 0.8 m. Furthermore, the analysis was carried out by irregular waves with significant wave height, H_s, of about 0.09 to 1.5 m and the wave period, T, of about 1.5 to 6 s or corresponding to the wave frequency, ω, of about 1.1 to 4.2 rad/s. The wave spectrum was derived from the equation of the International Towing Tank Conference (ITTC). For the case of turbines-loaded catamaran under consideration, the new finding is that the least significant amplitude response can be satisfied at the ratio ^S/_B of 7.2. This study indicates that selecting a right choice of demi-hull separation ratio could contribute in reducing motion responses of the tidal current turbines-loaded catamaran.

• 설비공학논문집
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• 제23권10호
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• pp.670-677
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• 2011

Direct numerical simulation are performed in order to investigate the effect of the circular cylinder shape on the forced convection around a circular cylinder at the Reynolds number of 300 and Prandtl number of 0.71. Three-dimensional characteristics of fluid flow and heat transfer around the smooth, wavy and torsional cylinders are investigated. A wavy cylinder has the sinusoidal variation in the cross sectional area along the spanwise direction with the wave length of ${\pi}/3$ and wavy amplitude of 0.1. A torsional cylinder has the twisted elliptic cross section with a torsional period of ${\pi}/2$ and an axis ratio of 1.35 corresponding to the major axis of 1.15 and the minor axis of 0.85. The value of time-and surface-averaged drag coefficient for the smooth cylinder is similar to that for the wavy cylinder, but larger than that for the torsional cylinder. The time and surface-averaged lift coefficient for the smooth cylinder is larger than that for the wavy and torsional cylinders. The time-averaged local heat transfer rate for the wavy and torsional cylinders shows different distribution along the circumferential direction, compared to that for the smooth cylinder because of the shape change in the spanwise direction for the cases of the wavy and torsional cylinders.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.952-956
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• 2010

저수지에 설치된 물순환장치는 저수지 수문상황과 자연조건의 변화에 따라 유동특성이 상이하므로 연구자가 고려하는 다양한 조건에서 현장 측정하기는 불가능하다. 이런 문제를 대체하는 방안으로 전산유체유동(CFD) 모형을 적용한 모사를 실시함으로서 다양한 조건에 따른 효과를 평가할수 있게 된다. 본 연구에서는 전산유체유동을 통한 대류식 물순환장치의 유동영향범위와 수질변화 등을 평가하고, 다양한 조건에서 모사를 실시하여 최적운영방안을 도출하고 실제운영에 활용토록 하고자 한다. 수체거동을 모사하기 위해 실제 저수지를 형상화한 Domain을 3가지로 구성하였다. 첫번째는 반경 20m, 깊이 40m Domain에 물순환장치를 중앙에 설치한 것이며(D20), 두 번째는 반경 40m, 깊이 40m에 두 개의 물순환장치를 양쪽에 설치하였고(D40), 세 번째는 반경 100m, 깊이 40m로 설정(D100)하였고 양쪽에 두 개의 물순환장치를 설치한 것으로 구성하였다. CFD에 의한 개별 대류식 순환장치의 유동모사결과 D20은 시간의 경과에 따라 수온성층이 하강하는 현상이 나타났으며 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 탈성층이 나타날 수 있을것으로 판단되었다. D40에 대하여 CFD에 의한 유동모사를 실시하였으며 시간의 경과에 따라 수온성층의 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 한줄로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 성층을 깨는 현상은 나타나지 않을 것으로 평가되었다. 반면 Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 표면에서 수평방향으로 계속 퍼져 나가면서 옆장치에서 상승된 수체와 혼합이 활발히 이루어 지는 현상을 나타내었다. 장치간 거리가 100m인 대류식 물순환장치에 의한 유동모사시 수온성층의 변화는 전혀 나타나지 않았으며, Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 위에서 수평방향으로 퍼져 나가면서 옆에서 가동되는 장치에서 상승된 수체와 혼합 현상을 나타내기는 하나 D40보다 혼합시간이 더 걸리는 것으로 나타났다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권3호
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• pp.36-54
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• 2008

A jet stream applied tangential to a curved surface in fluid increases lift force by strengthening circulation around the surface and this phenomenon is known as the Coanda effect. Many experimental and numerical studies have been performed on the Coanda effect and the results found to be useful in various fields of aerodynamics. Recently, preliminary studies on Coanda control surface are in progress to look for practical application in marine hydrodynamics since various control surfaces are used to control behaviors of ships and offshore structures. In the present study, the performance of a Coanda control surface with different geometries of the jet injection nozzle was surveyed to assess applicability to ship rudders. A numerical simulation was carried out to study flow characteristics around a section of a horn type rudder subjected to a tangential jet stream. The RANS equations, discretized by a cell-centered finite volume method were used for this computation after verification by comparing to the experimental data available. Special attentions have been given to the sensitivity of the lift performance of a Coanda rudder to the location of the slit (outlet) and intake of the gap between the horn and rudder surface at the various angles of attack. It is found that the location of the water intake is important in enhancing the lift because the gap functions as a conduit of nozzle generating a jet sheet on the rudder surface.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권6호
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• pp.620-635
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• 2010

In this paper we describe current activities on the project Multi-Scale Modeling and Analysis of convective boiling (MSMA), conducted jointly by the Paul Scherrer Institute (PSI) and the Swiss Nuclear Utilities (Swissnuclear). The long-term aim of the MSMA project is to formulate improved closure laws for Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations for prediction of convective boiling and eventually of the Critical Heat Flux (CHF). As boiling is controlled by the competition of numerous phenomena at various length and time scales, a multi-scale approach is employed to tackle the problem at different scales. In the MSMA project, the scales on which we focus range from the CFD scale (macro-scale), bubble size scale (meso-scale), liquid micro-layer and triple interline scale (micro-scale), and molecular scale (nano-scale). The current focus of the project is on micro- and meso-scales modeling. The numerical framework comprises a highly efficient, parallel DNS solver, the PSI-BOIL code. The code has incorporated an Immersed Boundary Method (IBM) to tackle complex geometries. For simulation of meso-scales (bubbles), we use the Constrained Interpolation Profile method: Conservative Semi-Lagrangian $2^{nd}$ order (CIP-CSL2). The phase change is described either by applying conventional jump conditions at the interface, or by using the Phase Field (PF) approach. In this work, we present selected results for flows in complex geometry using the IBM, selected bubbly flow simulations using the CIP-CSL2 method and results for phase change using the PF approach. In the subsequent stage of the project, the importance of effects of nano-scale processes on the global boiling heat transfer will be evaluated. To validate the models, more experimental information will be needed in the future, so it is expected that the MSMA project will become the seed for a long-term, combined theoretical and experimental program.