• 설비공학논문집
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• 제17권11호
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• pp.990-997
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• 2005

The stratified effect was investigated with three different types of diffuser shape in a thermal storage tank with variation of diffuser diameter, velocity, Froude number etc. Its effect was estimated by the degree of stratification. No matter of diffuser diameter and shape, the degree of stratification was the best as the Froude number gets closer to 1. In the case of a curved diffuser, when its diameter is a quarter of tank diameter and ejection velocity in a diffuser is approximately 0.2 m/s, the Froude number was almost 1. In the case of a flatted diffuser, when ejection velocity was 0.05 m/s, the Froude number was 1.5. Both cases which Froude number were nearer 1, showed the good degree of stratification.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.117-123
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• 2009

본 연구에서는 흐름에 의한 관로의 세굴특성을 조사하기 위해서 수리모형실험을 실시하였다. 관경 45mm, 60mm, 90mm의 관에 대해서 유속을 0.2m/s에서 0.5m/s까지 변화시켜 가면서 45회의 실험을 실시하였다. 관로 주변에서 세굴의 발달과정을 관찰하였고, 관경과 유속 변화에 따른 평형세굴심을 관찰하였다. 실험결과에 의하면 평형세굴심은 유속과 관경에 비례하는 것으로 나타났다. 관경이 평형세굴심에 미치는 영향이 유속의 영향보다 큰 것으로 나타났다. 상대세굴심과 Reynolds 수, Shields 수, Froude 수 사이의 상관성을 분석하였다. Froude 수와 상대세굴심이 0.900의 높은 결정계수를 갖는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 1987

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流凾數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.147-162
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• 2021

The problem of predicting a ship's form factor and associated scale effects has been subject to many investigations in recent years. In this study, an attempt is made to investigate whether the form factor is influenced by a change in the ship's speed by numerically modelling a geosim series of the KCS hull form by means of a RANS solver. The turbulence dependence of the problem is also studied by altering the closure model among three widely used approaches (the k-𝜔, k-𝜔 SST, and k-𝜀 models). The results show that at very low speeds (Froude numbers in the range of 0.02-0.06) the numerical model predicts changes in the form factor of a ship between 10% and 20%, depending on the turbulence model and scale factor choices. As the speed is increased further, the form factor exhibits little change, usually in the range of 1% or less. Simulations where the Reynolds number is changed by approximately two orders of magnitude, achieved by altering the value of viscosity, confirmed that the form factor can be considered Froude-dependent only for low speeds, predicting essentially identical values when high speed cases are considered.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.93-101
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• 1986

정지수역(靜止水域)에서 연직상향(鉛直上向)으로 방류(放流)되는 평면부력(平面浮力)?의 거동을 연속방정식(連續方程式), 운동량수송식(運動量輸送式) 및 추적물(追跡物) 수송식(輸送式)에 의하여 수치적(數値的)으로 해석한다. 이 해석은 유함수(流凾數)와 과수송식(過輸送式)을 도입하고 Prandtl 난류모형(亂流模型)을 이용하였다. 방류밀도(放流密度) Froude 수(數)가 4~32인인 부력(浮力)?의 발달된 흐름영역(領域)에서 구한 ?중심선의 속도(速度)와 온도변화(溫度變化), ?주변수역(周邊水域)의 온도분포(溫度分布)와 흐름양상은 기존자료와 잘 맞음을 확인할 수 있다. 적분형해석(積分型解析)에 필요한 퍼짐율과 확산비(擴散比)가 방류밀도(放流密度) Froude 수(數)와 방류구(放流口)로부터의 거리의 함수로 유도된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.176-179
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• 2008

In a numerical simulation of open channel turbulent flows, the determination of wall roughness height for wall function was studied. The roughness constant, based on the law-of-the -wall for flow on rough walls, obtained by experimental works for pipe flows is employed in general wall functions. However, this constant of wall function is the function of Froude number in open channel flows. Thus, the wall roughness should be determined by taking into account the effect of Froude number. In addition, the wall roughness should be corresponding to Manning's roughness coefficient widely used for open channels. In this study, the relation between wall roughness height as an input condition and Manning's roughness coefficient was investigated, and an equation for effective wall roughness height considering the characteristics of numerical models was proposed as a function of Manning's roughness coefficient.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.617-626
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• 2020

본 연구에서는 TELEMAC-2D를 이용하여 개수로 분류부에서 분류각과 분류유량비 변화에 따른 유속분포, 흐름분리구역의 크기, 분류각과 유량비 변화의 상관관계를 파악하였다. 상·하류단 경계조건의 변화 없이 분류각만 90°에서 45°로 감소하면 주흐름에서 분리되어 분류수로로 유입되는 흐름의 곡률반경이 증가하고 급격한 흐름방향의 전환에 의한 에너지손실은 감소하며, 주수로와 분류수로 하류방향으로 흐르는 흐름의 관성력과 하류단 경계조건에 의한 압력경사의 영향으로 분류수로에 유입되는 분류유량비가 0.523에서 0.785로 약 1.5배 증가하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 F₁ = 0.45~0.74인 흐름에서 분류각을 90°에서 45°로 15° 간격으로 감소할 때마다 분류유량비는 각각 6~10%, 17~30%, 32~54%로 비선형적으로 증가하며, F₁가 최대 0.74인 흐름에서 분류유량비 증가율이 31.1%로 최소값을 나타내고 F₁ = 0.58 일 때 분류유량비가 0.7 이하이면서 최대 분류유량비 증가율 53.5%을 나타내며, F₁이 0.58보다 감소할수록 분류유량비가 0.7을 초과하면서 그 증가율도 함께 감소하게 된다. F₁ > 0.4인 흐름은 F₁ < 0.4의 흐름보다 무차원 흐름분리구역의 폭(S_W/B) 변화율은 약 2.56배 높으며 무차원 흐름분리구역 길이(S_L/B) 변화율은 약 5.5배 높게 나타난다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권spc1호
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• pp.1049-1058
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• 2023

보와 저낙차 댐과 같은 하천횡단구조물을 통과하는 흐름은 도수 현상을 동반하는 급변류가 지배적이다. 구조물 하류에서 도수로 인한 유속과 수면의 강한 비정상성은 수공구조물의 안정에 영향을 줄 수 있다. 특히, 높은 Froude 수 조건에서 발생하는 정상도수는 공기연행이 현저하게 발생하여 흐름 특성은 더욱 복잡해진다. 이 연구에서는 Froude 7.3 조건에서 발생하는 정상도수를 모의하기 위해서 큰와모의 기법과 하이브리드 VoF 기법을 이용한 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과는 구조물 하류 바닥면에서 계측된 순간최대압력과 시간평균압력 분포를 유사하게 재현하는 것으로 나타났다. 단, 구조물 직하류에서의 순간최소압력 분포는 대상으로 하는 실험 계측값과 반대의 양상을 보이지만, 유사한 다른 시험과는 같은 양상을 보임으로써 본 연구에서 수행한 수치모의는 합리적으로 압력변동을 예측하는 것으로 판단된다. 도수 중앙부에서의 연직방향 유속분포와 공기농도분포는 유사한 조건의 실험 결과들과 자기상사성을 보이면서 양호하게 일치하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 본 연구에서 적용한 큰와모의 기법과 하이브리드 VoF 기법이 높은 Froude 수 조건에서 강한 공기연행을 동반하는 도수현상을 양호하게 재현할 수 있음을 보여준다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권1호
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• pp.15-21
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• 2013

The safety and stability of 5MW class offshore wind turbine Jack-up platform was investigated through ocean basin experiment. For simulating the environmental condition of yellow sea in the South Korea, diverse waves, winds and currents were performed based on Froude's number. Regular wave and irregular wave based on Froude's number were applied to the wind turbine structure. In experiments, the height and period of regular wave type were scaled down as the 1:50 ratio of real wave condition. Irregular wave type was simulated with TMA(Texel Storm, Marsen and Arsloe)spectrum. The vertical reaction force, resonance period and wave pressure applied to multi-supporters of wind offshore structure were measured experimentally. Finally, the results showed that the capsizing situation of the offshore structure was generated by the severe environmental condition.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권2호
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• pp.105-110
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• 2009

Shipwaves am have harmful effects on ships working on the sea, in a harbour or navigational channel and caused beach erosion, seawall destruction. This study aims to investigate describe the characteristics of the wave pattern generated by an individual model ship tested at different velocities and hull forms for a given water depth and to investigate the variations at a given distance from the sailing line under the same conditions. As a result, the angles a's by model ship tests are smaller than those by real ship ones. Wave heights decreases with an increasing the mid-ship cross sectional area $A_s$. The maximum wave height and period increase rapidly in the subcritical speed, and beyond the critical speed the height and period decrease with increasing depth Froude number. And the period keeps constant with the distance from the sailing line.