• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제1권2호
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• pp.11-18
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• 1997

The leading edge of a low-drag super-cavitating foil has been made to be thick enough by using a point drag which is supposed to be a linear model of the Kirchhoff lamina. In the present paper, the relation between the point drag and the Kirchhoff lamina is made clear by analyzing the cavity drag of both models and the leading edge radius of the point drag model and the lamina thickness of Kirchhoff\`s profile K. The matched asymptotic expansion is effectively made use of in designing a practical super-cavitating fool which is not only of low drag but also structurally sound. Also it has a distinct leading edge cavity separation point. The cavity foil shapes of trans-cavitating propeller blade sections designed by present method are shown.

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.81-86
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• 1989

본 논문에서는 선형포텐셜 이론을 이용하여 항만에 계류된 선박의 운동해석을 수행하였다. 해양에서 입사되는 장파의 진동수와 항만의 고유진동수가 일치될 때 항만공진이 발생하며, 항만공진은 선박의 운동을 크게 야기시킨다. 해석 방법으로는 정합점근전개법 (Matched Asymptotic Expansion)을 사용하였다. 이 방법을 적용하기 위하여 선박은 세장선으로 가정하였고, 항만입구의 폭이 좁은 직사각형 항만을 계산 모델로 삼았다. 대칭운동(Surge, Heave, Pitch)에 대하여 수치계산을 수행한 결과 항만내의 위치에 따라 야기되는 선박운동모드가 크게 차이남을 밝혔다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.56-63
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• 1985

본 논문에서는 유체의 틈(gap)이 있는 동심 사각형 및 육각형 구조물의 가상 질량을 이론적으로 구하고 이를 실험치 및 수치해와 비교 검토한다. 대부분의 원자 로의 핵연료봉이 육각 또는 사각형의 통(can)에 넣어져 배열되며, 통 사이의 작은 틈 으로 냉각수가 흐르고 있으므로 본 논문은 이러한 경우에 대한 가장 간단한 모델의 하 나가 된다. 이론해는 유동을 이차원 포텐셜흐름(potential flow)으로 가정하고, 통 사이의 틈이 작을 때 정합점근전개(matched asymptotic expansion)의 방법을 써서 근 사적으로 구한다. 실험은 구조물을 외팔보로 이상화시켜 틈의 크기를 변화시켜 가면 서, 공기 중에서와 물 속에서의 고유진동수 및 감쇠계수를 측정하여 가상질량을 구한 다. 수치해는 H. Chung and S.S. Chen의 프로그램을 이용하여 유한요소법으로 구한 다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권2호
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• pp.241-256
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• 2022

In this article, an analytical procedure is presented for static analysis of composite cylinders with the geometrically nonlinear behavior, and non-uniform thickness profiles under different loading conditions by considering moderately large deformation. The composite cylinder includes two inner and outer isotropic layers and one honeycomb core layer with adjustable Poisson's ratio. The Mirsky-Herman theory in conjunction with the von-Karman nonlinear theory is employed to extract the governing equations which are a system of nonlinear differential equations with variable coefficients. The governing equations are solved analytically using the matched asymptotic expansion (MAE) method of the perturbation technique and the effects of moderately large deformations are studied. The presented method obtains the results with fast convergence and high accuracy even in the regions near the boundaries. Highlights: • An analytical procedure based on the matched asymptotic expansion method is proposed for the static nonlinear analysis of composite cylindrical shells with a honeycomb core layer and non-uniform thickness. • The effect of moderately large deformation has been considered in the kinematic relations by assuming the nonlinear von Karman theory. • By conducting a parametric study, the effect of the honeycomb structure on the results is studied. • By adjusting the Poisson ratio, the effect of auxetic behavior on the nonlinear results is investigated.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.28-35
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• 2002

공동흐름에서 직각 계단은 커다란 소음의 원인이 되어 많은 사람들의 와류와 직각계단의 상호 작용 시에 발생되는 소음의 저감 방안을 연구하여 왔다. 본 연구에서는 2차원 저아음속 와류 흐름이 전향계단을 지날 때 발생되는 유동 소음을 전향계단의 형상 변화를 통한, 즉, 계단의 모따기 양과 각도를 바꾸어 가면서 수치적으로 계산하였다. 내부 유동장을 구하기 위해서 비압축성 비점성 이산와류 모델을 가정하였으며, 유동정보로부터 원거리로의 음향장 계산은 MAE 이론을 적용하여 구하였다. 음원에서의 음압과 음압강도를 모따기 높이 및 모따기 각도와 최기 와류의 높이를 변화시켜가면서 다양하게 수치적인 결과를 얻어내었다. 본 연구를 통해서 계단에 접근하는 와류에 의한 원거리 음압은 모따기 양이 계단 높이의 30%에서 모따기 각도가 $15^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$°사이일 때 가장 소음이 적게 발생되는 결과를 얻어내었다.

• 수산해양기술연구
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• 제32권3호
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• pp.286-293
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• 1996

This paper established the analytical model of sea surface oscilation of simple type fishing port with vertical wave absorbor. This model is composed by MAEM(Matched Asymptotic Expansion Method) for wave amplification in fishing port and EEM(Eigen - function Expansion Method) for wave absorbing characteristics against vertical perforated plates. Dimensionless porosity by adopting Darcy's law was introduced to evaluate wave absorbing characteristics of the perforated structure. Using the model, the efficiency of the vertical perforated plates was studied for fishing port tranqulity with number of plates, array method and plate intervals. Optimal design and arrangement of perforated plates can be applied to develop multipurpose fishing ports and villages.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권1호
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• pp.72-80
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• 1996

직사각형 항만의 항내응답에 대한 두 가지 해석해를 제시하였다. 본 논문에서 올바른 정합점근 근사법의 해가 제시되었고 이 해는 Mei (1989)에 의해 처음 유도되었다. 다른 해석해는 특성함수 전개법을 이용하여 유도되었으며 보다 정밀한 수치적분 방법이 사용되었다. 해의 검증을 위해 해석적인 방법 및 수치방법인 경계적분요소법으로 내만에서의 파고증폭비를 계산하여 도시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권4호
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• pp.521-538
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• 2012

In this study, the transverse vibrations of an axially moving flexible beams resting on multiple supports are investigated. The time-dependent velocity is assumed to vary harmonically about a constant mean velocity. Simple-simple, fixed-fixed, simple-simple-simple and fixed-simple-fixed boundary conditions are considered. The equation of motion becomes independent from geometry and material properties and boundary conditions, since equation is expressed in terms of dimensionless quantities. Then the equation is obtained by assuming small flexural rigidity. For this case, the fourth order spatial derivative multiplies a small parameter; the mathematical model converts to a boundary layer type of problem. Perturbation techniques (The Method of Multiple Scales and The Method of Matched Asymptotic Expansions) are applied to the equation of motion to obtain approximate analytical solutions. Outer expansion solution is obtained by using MMS (The Method of Multiple Scales) and it is observed that this solution does not satisfy the boundary conditions for moment and incline. In order to eliminate this problem, inner solutions are obtained by employing a second expansion near the both ends of the flexible beam. Then the outer and the inner expansion solutions are combined to obtain composite solution which approximately satisfying all the boundary conditions. Effects of axial speed and flexural rigidity on first and second natural frequency of system are investigated. And obtained results are compared with older studies.

• 대한조선학회지
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• 제26권4호
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• pp.3-13
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• 1989

선박이 제한수로에서 임계속도로 항진하면 solitons라는 특이한 파가 발생하여 선속보다 빠른 속도로 앞으로 전파되어 나간다. 이로인하여 선박은 급격히 증가된 조파저항을 받게되며, 또한 심한 침하와 종경사가 발생하여 때로는 수로바닥에 좌초하기도 한다. 이 문제는 선형이론으로 설명할 수 없는 비선형형상으로, 본 논문에서는 포텐셜이론에 근거하여 세장선에 대한 Matched Asymptotic Expansion 기법을 적용하여 파는 Kadomtsev-Petviashvili 방정식으로 표현할 수 있음을 보였다. 이 방정식은 선수부의 soliton 발생과 전파를, 그리고 선미부의 3차원 파를 예측하여 실험에서 발견한 현상을 반영한다. 수치계산은 soliton 발생과정을 잘 보여주고 있으며, 실험치에 유사한 조파저항, 침하 및 종경사를 제공한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권2호
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• pp.89-99
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• 2001

본 논문에서는 음향 증폭장치로 널리 사용되고 있는 헤름홀츠 공명장치의 원리를 해수교환 방파제에 적용한 문제를 다뤘다. 입사파의 주파수와 공명구조물의 고유주파수가 일치되면, 공진현상으로 입사파는 공명구조물 내에서 크게 증폭된다. 공진현상으로 크게 증폭된 위치에너지는 외해로부터 들어온 공명구조물내의 깨끗한 해수를 도수로를 통하여 항만내로 공급한다. 공급된 해수는 항내의 오염된 해수를 희석·순환시켜 항내 수질개선에 도움을 준다. 선형포텐셜 이론을 가지고 공명구조물내의 파도응답을 정합점근전개법을 사용하여 해석하였다. 해석모델로 수학적 표현이 가능한 반원형 공명구조물을 채택하였다. 공명구조물이 1개가 있는 경우와 여러개가 일정한 간격을 가지고 배열된 경우를 함께 살펴보았다. 해석해의 타당성을 검증하기 위하여 2차원 수조에서 모형실험을 수행하였다. 도수로가 열린 상태가 닫힌 상태에서 공명구조물내의 파고분포와 도수로에서의 유속을 측정하였다.