• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권2호
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• pp.288-295
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• 2003

A preliminary series design of compressors for a two-stage centrifugal chiller is suggested. Six groups of hydrodynamically similar compressors, ranging from 233RT to 1,200RT, are introduced. Flow rates, impeller diameters, and wheel speeds for each group are determined from hydrodynamic similarity to share impellers of adjacent groups. It is expected that these compressors can have the same performance and efficiency from the smallest model to the largest one.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권3호
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• pp.295-301
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• 2018

This study compares optimization algorithms for efficient estimations of ship's hydrodynamic coefficients. Two constrained algorithms, the interior point and the sequential quadratic programming, are compared for the estimation. Mathematical optimization is designed to get optimal hydrodynamic coefficients for modelling a ship, and benchmark data are collected from sea trials of a training ship. A calibration for environmental influence and a sensitivity analysis for efficiency are carried out prior to implementing the optimization. The optimization is composed of three steps considering correlation between coefficients and manoeuvre characteristics. Manoeuvre characteristics of simulation results for both sets of optimized coefficients are close to each other, and they are also fit to the benchmark data. However, this similarity interferes with the comparison, and it is supposed that optimization conditions, such as designed variables and constraints, are not sufficient to compare them strictly. An enhanced optimization with additional sea trial measurement data should be carried out in future studies.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.790-797
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• 2011

삼상유동층에서 수력학적 유사성을 규모인자(scaling factor)를 이용하여 해석하였다. 규모인자는 직경이 다른 두 종류의 삼상유동층간의 기체, 액체, 그리고 고체입자의 체류량과 단위면적당 유효부피흐름속도를 기준으로 정의하였다. 두 종류 삼상유동층의 직경은 각각 0.102 m와 0.152 m이었다. 여과된 압축공기, 물 그리고 밀도가 2,500 kg/$m^3$인 유리구슬을 각각 기체, 액체 그리고 유동고체입자로 사용하였다. 각 삼상유동층에서 각 상들의 체류량은 정압강하법에의해 결정하였다. 기체 및 액체의 유속 그리고 고체유동입자의 크기가 각 상들을 기준으로한 규모인자와 유효부피흐름속도를 기준으로한 규모인자에 미치는 영향을 검토하였다. 직경이 다른 두 삼상유동층에서 기체 체류량의 편차는 기체와 액체의 유속이 증가함에 따라 감소하였으나 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 직경이 다른 두 종류 삼상유동층에서 액체 체류량 편차는 기체와 액체 그리고 고체유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였다. 두 종류 삼상유동층에서 고체입자 체류량 편차는 기체유속과 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라 감소하였다. 직경이 다른 두 종류 삼상유동층에서 유효부피흐름속도를 매개로 한 규모인자는 기체유속과 유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 정의된 규모인자는 삼상유동층 공정의 수력학적 유사성을 해석하는데 효과적으로 사용될 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제2권4호
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• pp.268-278
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• 1990

Hydrodynamic stability equations are formulated for natural convection flows adjacent to a heated or cooled, inclined, isothermal surface in pure water at $4^{\circ}C$, where the density variation with temperature becomes nonlinear. The resulting stability equations, when reduced to ordinary differential equations by a similarity transformation, constitute a two-point boundary-value problem, which was solved numerically. It is found from the obtained stability results that the neutral stability curves are systematically shifted to have lower critical Grashof numbers, as the inclination angle of upward-facing plate increases. Also, the nose of the neutral stability curve becomes blunter as the angle increases. It implies that the greater the inclination of the upward-facing plate, the more susceptible of the flow to instability for the wide range of disturbance wave number and frequency.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.630-643
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• 1991

The hydrodynamic stability equations are formulated for buoyancy-induced flows adjacent to a vertical, planar, isothermal surface in cold pure water. The resulting stability equations, when reduced to ordinary differential equation by a similarity transformation, constitute a two-point boundary-value(eigenvalue) problem, which was numerically solved for various values of the density extremum parameter R=( $T_{m}$ - $T_.inf./) / ( $T_{o}$ - $T_.inf./). These stability equations have been solved using a computer code designed to accurately solve two-point boundary-value problems. The present numerical study includes neutral stability results for the region of the flows corresponding to 0.0.leq. R. leq.0.15, where the outside buoyancy force reversals arise. The results show that a small amount of outside buoyancy force reversal causes the critical Grashof number $G^*/ to increase significantly. A further increase of the outside buoyancy force reversal causes the critical Grashof number to decrease. But the dimensionless frequency parameter $B^*/ at $G^*/ is systematically decreased. When the stability results of the present work are compared to the experimental data, the numerical results agree in a qualitative way with the experimental data.erimental data.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권5호
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• pp.425-432
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• 2012

Viscous flow fields of side-by-side arranged two-dimensional floating bodies are numerically simulated by a Navier-Stokes equation solver. Two identical bodies with a narrow gap are forced to heave and sway motions. Square and rounded bilge hull forms are compared to find out the effects of vortex shedding on damping force. Wave height, force RAOs, added mass and damping coefficients including non-diagonal cross coefficients are calculated and a similarity between the wave height and force RAOs is discussed. CFD which can take into account of viscous damping and vortex shedding shows better results than linear potential theory.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.720-726
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• 2009

가압으로 운전되는 삼상슬러리 기포탑에서 기포 체류량과 압력강하를 목적함수로하여 기포탑의 설계 및 scale-up을 위한 수력학적 similarity를 고찰하였다. 또한, 본 연구에서 선택한 각 실험변수가 기포탑의 직경변화에 따라 기포탑 내 기포 체류량에 미치는 영향을 분석하였다. 슬러리 기포탑에서 기체체류량 및 압력강하의 결정에 영향을 미치는 주요 인자로써 기체유속($U_G$), 연속 슬러리 상의 점도(${\mu}_{SL,eff}$) 및 표면장력(${\rho}_{SL}$), 운전압력의 변화에 따라 변화하는 기체상의 밀도(${\rho}_G$)와 슬러리 밀도(${\rho}_{SL}$)의 차($\rho_{SL}$-${\rho}_G$), 기포탑 내부에서 단위길이 당 압력강하(${\Delta}P/L$), 기포탑의 직경(D) 그리고 기포탑에서 다상흐름에 작용하는 중력의 영향을 고려하기 위해 중력가속도(g) 등을 선정하였다. 선정된 7개의 슬러리 기포탑의 수력학적 특성에 영향을 미치는 파라메타들과 3개의 기본차원들로부터 차원해석에 의해 수력학적 특성을 지배하는 4개의 무차원 군을 도출하였다. 도출된 무차원 군인 레이놀즈 수, 프라우드 수 그리고 웨버 수 등이 기포탑에서 기포체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 기포탑 내부에서의 압력강하와 기체 체류량 등을 무차원 군의 상관식으로부터 효과적으로 예측할 수 있었다. 본 연구의 결과는 가압슬러리 기포탑의 설계 및 scale-up 등에 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.107-120
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• 1993

본 논문은 유사변환기법을 이용한 새로운 3차원 연직 모우드 전개 모델의 개발에 대하여 기술한다. 기본방정식을 External 모우드와 Internal 모우드로 분리시킨 다음 Internal 모우드식에 Galerkin 방법을 적용하고 구성되는 행열방정식에 유사변환기법을 적용, 기저함수의 계수 값을 구하였다. 최종 얻어지는 기저함수의 계수 값은 마찰장을 제외하고는 비연계되어 시간 간격의 제약을 거의 받지않고 연직 구조를 구할 수 있기 때문에 경제성면에서 탁월하다. 수립된 모델은 어떤 기저함수라도 적용 가능하나 현 단계에서는 Chebyshev 다항식함수가 사용되었으며, 바람응력은 일정한 것으로 가정하였다. 모델 테스트로서 정상상태의 균일한 바람응력이 가해지는 장방형 Basin에 적용하여 모델의 적용 가능성을 검증하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.174-185
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• 1994

본 논문에서는 수평유속의 연직방향 변화 결정에 유한요소기법(FEM)을 이용하고 수평방향으로는 유한차분기법을 사용하는 복합형 Galerkin 연직함수 전개모델에 새로이 유사변환기법을 추가한 3차원 해수유동모델의 개발에 대하여 기술하였다. 기본방정식의 연직방향으로 선형보간함수를 기저함수로 사용하여 Galerkin 기법을 적용하여 구성되는 행열 방정식에 유사변환기법을 적용, 각 절점의 유속값을 해석적으로 구하였다. 유사변환기법을 적용하여 최종 얻어지는 모우드 shape 방정식은 비연계된 방정식으로 구성되므로 역행렬 계산이 필요없어 계산시간이 절약된다. 또한 수립된 모델은 고유벡터행렬로 구성되는 모우드 shape가 도입됨으로써 모우드 shape 몇개만 사용하여도 거의 수렴된 값을 얻을 수 있어 계산시간을 절약할 수 있다. 등수심하 유한영역과 무한영역에서의 수치실험을 통하여 개발된 모델의 적용 가능성을 검증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.473-480
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• 2012

고정확도를 보장할 수 있는 Compact Finite Volume Method를 이용하여 수심적분형 흐름 모형과 수심평균된 이송확산 방정식을 해석하는 수치모형 개발과정을 기술하였다. 이차원의 흐름과 파랑의 상호작용에 대한 실험결과와 제시된 수치모형을 이용한 계산결과는 양호하게 일치하였다. 일차원과 이차원공간에서의 흐름에 의한 스칼라의 이송에 관한 수치모의에서도 수차확산이 거의 발견되지 않았고, 매우 정확히 일치하였다. 개수로에서의 난류혼합에 관한 수치모의 결과에서도 합리적인 스칼라의 혼합양상이 관찰되었다.