• Journal of Hydrospace Technology
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• 제2권2호
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• pp.36-43
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• 1996

In this work, a panel method is described, which cart solve the flow field round a surface-piercing body that experiences lift and wave resistance. As the body boundary condition, a Dirichlet type is employed, and as the free surface boundary condition the Poisson type is implemented, while in its discretization Dawson's 4-point upwind difference scheme is utilized, and as the Kutta condition a Morino-Kuo type is chosen. As to the type of singularity, source panels are distributed on the free surface, and source and dipole panels on the body surface, and dipole panels on the wake surface. For a sample run, a catamaran of the parabolic Wigley hull is chosen, for which experimental data are available, and the predictions by the numerical means and by the experiment are compared for a wide range of parameters.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.57-69
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• 2000

기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 3차원 고차 패널법은 프로펠러 주위의 유동을 해석하기 위해 개발되었다. 제어점이 패널내에 놓이는 경우, 고차의 다이폴과 쏘오스에 의해 유기되는 자기 유기 포텐셜의 특이 거동은 2차 변환(quadratic transformation)을 통하여 제거하였으며, 특이 부분은 해석적인 적분으로 비특이 부분은 정도 높은 Gauss 구적법으로 계산함으로써 유기 포텐셜을 정도 높게 구할 수 있음을 보였다. 또한, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록하는 동역학적 Kutta 조건식을 도입하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 수치 실험을 통하여, 제안된 수치해석 기법이 안정적이고 정확한 해를 줌을 확인하였으며, 특히 저차 패널법과 비교하여 적은 수의 패널로 동일한 정도의 해를 유지할 수 있음을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.27-36
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• 2000

기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 2차원 고차 패널법이 개발되어 수중익 문제의 해석에 적용되었다. 기존의 Lee/Kerwin은 한 패널에 여러 개의 제어점을 배치하여 최소자승법에 의해 해를 구하였으나, 본 논문에서는 필요한 개수의 제어점 만을 표면에 규칙적으로 배열하여 해를 구할 수 있음을 수치 실험을 통하여 보였다. 특히, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록 하는 동역학적 Kutta 조건식의 도입이 중요하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 해석해에 의해서 구해진 2차원 날개의 압력 분포와의 비교를 통하여, 적은 수의 제어점을 선정하여도 정확한 해를 얻을 수 있음을 보였으며, 동시에 계산속도도 현저하게 감소함을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.9-20
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• 1999

기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 2차원 고차 패널법이 개발되어 수중익 문제의 해석에 적용되었다. 제어점이 패널내에 놓이는 경우, 고차의 다이폴과 쏘오스에 의해 유기되는 자기 유기 포텐셜의 특이 거동을 제거하기 위하여 피적분 함수를 특이 부분과 비특이 부분으로 나누어, 특이 부분을 해석적인 적분으로 비특이 부분은 정도 높은 Gauss 구적법으로 계산함으로써 유기 포텐셜을 정도 높게 구할 수 있음을 보였다. 또한, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록하는 동역학적 Kutta 조건식을 도입하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 수치 실험을 통하여, 제안된 수치해석 기법이 안정적이고 정확한 해를 줌을 확인하였으며, 특히 저차 패널법과 비교하여 적은 수의 패널로 동일한 정도를 유지할 수 있음을 보였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.69-77
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• 2019

본 논문에서는 테이퍼 마찰말뚝의 자유진동을 평가할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 불균질 지반에 설치된 정적 수직하중을 받는 테이퍼 마찰말뚝의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 직접 수치적분하였고, 미분방정식의 고유치인 고유진동수는 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 원통형 말뚝의 고유진동수 계산값은 기존 문헌값과 잘 일치하였다. 수치예를 통해 말뚝의 변단면, 주면마찰력, 단부조건, 수직압축하중 및 지반의 불균질성이 고유진동수와 모드형상에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.73-86
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• 1993

균일 유동장 중에서 작동 중인 선박 프로펠러의 정상 성능 추정을 위하여 포텐셜을 기저로한 패널법을 기술하고 있다. 본 방법은 법선 다이폴과 쏘오스를 프로펠러 날개, 허브, 후류면에 분포함으로써 다이폴의 세기를 미지수로 하는 적분방정식을 얻고, 이산화과정을 거쳐 수치적으로 계산된다. 비평면 사각형 패널위에 있는 법선 다이폴에 의해 유기되는 포텐셜을 구하기 위하여 쌍곡면 요소를 채택하고 있다. Kutta 조건은 반복계산에 의해 날개 뒷날에서의 압력 점프를 없앰으로써 만족시킨다. 수렴성을 보이기 위하여 상세한 수치시험을 수행하였으며, 동시에 후류면 모형화가 성능에 미치는 영향도 조사하였다. 프로펠러의 단독 모형시험 결과와 수치추정 결과가 잘 일치하는 것을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.30-36
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• 1999

본 논문에서는 교란 포텐셜을 기저로 하는 패널방법을 사용하여 정상 및 비정상 유동중의 덕트 프로펠러 성능해석을 수행하였다. 경계면은 쌍곡면패널로 이산화하였으며, 각 경계조건은 패널의 중심점에 적용하였고 Kutta조건의 수렴성 향상을 위해 Suh[1]의 방법을 사용하였다. 후류면의 위치계산을 위하여 덕트의 영향을 고려한 비선형 모델을 사용하였다. 비정상 유동중 해석은 시간영역에서 수행하였다. 수치적인 검증은 정상 및 비정상 유동중에 대해서 이루어졌으며 개발된 프로그램이 좋은 수렴성을 가지고 있음을 확인하였다. 날개와 덕트의 간격에 따른 날개의 순환분포 변화를 보였으며 No.19a 덕트를 갖는 Ka4-70 날개(피치비 1.2)에 대해 실험값과 개발된 프로그램의 수치결과를 비교하였다. 비교결과 실험값과 계산값은 좋은 일치를 보이고 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2001

본 논문에서는 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식을 수치 해석하여 자유표면을 포함한 선체 주위의 난류 유동을 계산하였다. 정규격자 상에서 공간의 이산화는 2차 정도의 유한차분법을, 시간의 적분에는 4단계 Runge-Kutta법을 이용하였고, 난류 닫힘 조건을 만족시키기 위해 Baldwin-Lomax 난류 모형을 사용하였다. 자유표면의 위치는 운동학적 경계조건식을 Lax-Wendroff법으로 풀어서 구하였고, 자유표면과 격자 경계면을 일치시키기 위해 매 시간마다 새로 계산된 자유표면 위치에 맞추어 격자를 새로 구성하였다. 속도와 압력에 대한 경계조건은 자유표면에서 점성을 무시하여 근사한 동역학적 조건을 적용해서 구하였다. 본 연구에서 개발된 수치해법을 검증하기 위하여 실험자료가 많은 Wigley 선형과 Sries 60 $C_B=0.6$ 선형에 대해 수치계산을 수행하였고 계산된 선체 주위의 파형이 실험 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.21-32
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• 1992

자유 수면하를 영각을 가지고 일정 속도로 전진하는 3차원 물체가 만드는 자유 표면 흐름에 대한 수치해를 보인다. 해를 구하기 위해 물체 표면에 Havelock 쏘오스와 법선 다이폴을, Wake 면에는 Havelock 법선 다이폴을 분포시키는 교란 속도 포텐시얼을 기저로 한 패널법을 이용하였다. Trailing Edge의 윗면과 아랫면의 압력 등가 조건을 정확히 만족시키기 위해 반복 기법을 이용한 압력 Kutta 조건을 사용하였다. 무한 유체 영역에 놓인 Ellipsoid와 사각 Wing에 대해 계산 프로그램을 검증한 후 자유 수면하에 잠수하여 전진하는 Spheroid와 스트럿에 대한 문제를 다루었다. 본 연구에서 채택한 Panel Method는 자유 표면 효과, 3차원 물체의 형상을 고려하여 물체에 작용하는 동유체력을 비교적 정확하게 예측하였으며 특히 Wake 형상은 동유체력 계산에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.55-63
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• 1995

본 논문은 경계적분법에 의해 날개끝판이 부착된 프로펠러(EPP)의 성능을 해석하는 방법을 기술하고 있다. 나선 프로펠러 날개와 날개끝판을 사각형 판요소로 치환하고, 균일 세기의 쏘오스와 법선 다이폴을 분포하여 해석한다. 포텐셜을 기저로 하는 정식화 과정을 통해 적분방정식을 구하고, 나선날개와 날개끝판에서 동시에 법선방향 비침투조건을 만족시킴으로써 섭동 속도 포텐셜을 구하였다. Kutta조건은 반복작업을 통해 나선날개와 날개끝판의 뒷날에서 압력점프가 없어지도록 함으로써 만족시켰다. 예제계산을 통하여 날개끝판이 나선날개의 날개끝 부근의 하중을 증가시킴을 보였고, 동시에 날개끝판의 뒷날에 걸쳐 후연 보오텍스를 분산시킴으로써 강력한 날개끝 보오텍스의 형성을 피할 수 있음을 확인하였다. EPP의 성능을 추정한 결과는 실험결과와 좋은 일치를 보인다. 에너지절약 추진장치로 채택될 수 있는 EPP의 설계 및 해석을 위하여 본 연구에서 확립된 방법이 적용가능하리라 판단된다.